în 2012, proiectul „Mars One”, condus de o organizație nonprofit olandeză, a anunțat planurile de a înființa prima colonie umană pe Planeta Roșie până în 2025. Misiunea va trimite inițial patru astronauți într-o călătorie unidirecțională pe Marte, unde își vor petrece restul vieții construind prima așezare umană permanentă.
este o viziune îndrăzneață — mai ales că Mars One susține că întreaga misiune poate fi construită pe tehnologii care există deja. După cum afirmă site-ul său web, stabilirea oamenilor pe Marte ar fi „următorul salt uriaș pentru omenire.”dar inginerii de la MIT spun că proiectul ar putea fi nevoit să facă un pas înapoi, cel puțin pentru a reconsidera fezabilitatea tehnică a misiunii.cercetătorii MIT au dezvoltat un instrument detaliat de analiză a așezărilor pentru a evalua fezabilitatea misiunii Mars One și au constatat că vor fi necesare noi tehnologii pentru a menține oamenii în viață pe Marte.
de exemplu, dacă toate alimentele sunt obținute din culturi cultivate local, așa cum prevede Mars One, vegetația ar produce niveluri nesigure de oxigen, ceea ce ar declanșa o serie de evenimente care ar determina în cele din urmă sufocarea locuitorilor umani. Pentru a evita acest scenariu, ar trebui implementat un sistem de eliminare a excesului de oxigen — o tehnologie care nu a fost încă dezvoltată pentru utilizare în spațiu.în mod similar, Mars Phoenix lander a descoperit dovezi de gheață pe suprafața marțiană în 2008, sugerând că viitorii coloniști ar putea să topească gheața pentru apă potabilă — un alt obiectiv al lui Marte. Dar, conform analizei MIT, tehnologiile actuale concepute pentru a „coace” apa din sol nu sunt încă pregătite pentru implementare, în special în spațiu.
echipa a efectuat, de asemenea, o analiză integrată a aprovizionării cu piese de schimb-Câte piese de schimb ar trebui livrate unei colonii marțiene cu fiecare ocazie pentru a continua. Cercetătorii au descoperit că, pe măsură ce colonia crește, piesele de schimb vor domina rapid livrările viitoare către Marte, reprezentând până la 62% din sarcinile utile de pe Pământ.în ceea ce privește călătoria reală pe Marte, echipa a calculat, de asemenea, numărul de rachete necesare pentru a stabili primii patru coloniști și echipajele ulterioare de pe planetă, precum și costul călătoriei.conform planului Mars One, șase rachete Falcon Heavy ar fi necesare pentru a trimite provizii inițiale, înainte de sosirea astronauților. Dar evaluarea MIT a constatat că numărul este „prea optimist”: Echipa a stabilit că proviziile necesare ar necesita în schimb 15 rachete Falcon Heavy. Costul de transport pentru această etapă a misiunii, combinat cu lansarea astronauților, ar fi de 4,5 miliarde de dolari — un cost care ar crește cu echipaje și provizii suplimentare pe Marte. Cercetătorii spun că această estimare nu include costul dezvoltării și achiziționării de echipamente pentru misiune, ceea ce ar crește și mai mult costul total.
Olivier de Weck, profesor la MIT de Aeronautică și Astronautică și sisteme de inginerie, spune că perspectiva construirii unei așezări umane pe Marte este una interesantă. Pentru a face acest obiectiv o realitate, cu toate acestea, va necesita inovații într-o serie de tehnologii și o perspectivă riguroasă a sistemelor, spune el.
„nu spunem, alb-negru, Mars One este imposibil”, spune de Weck. „Dar credem că nu este cu adevărat fezabil în ipotezele pe care le-au făcut. Indicăm tehnologii în care ar putea fi util să investim cu prioritate, să le mutăm pe calea fezabilității.”
„una dintre marile perspective pe care am reușit să le obținem a fost cât de greu este să realizăm acest lucru”, spune studentul absolvent Sydney Do. „Sunt atât de multe necunoscute. Și pentru a da oricui încredere că vor ajunge acolo și vor rămâne în viață — mai sunt multe de făcut.”Do și de Weck și-au prezentat analiza în această lună la Congresul Internațional Astronautic din Toronto. Coautorii includ studenții absolvenți MIT Koki Ho, Andrew Owens și Samuel Schreiner.
simulând o zi pe Marte
grupul a adoptat o abordare bazată pe sisteme în analiza misiunii Mars One, evaluând mai întâi diferite aspecte ale arhitecturii misiunii, cum ar fi habitatul său, sistemele de susținere a vieții, cerințele pieselor de schimb și logistica transportului, apoi analizând modul în care fiecare componentă contribuie la întregul sistem.
pentru porțiunea de habitat, do a simulat viața de zi cu zi a unui colonist de pe Marte. Pe baza programului tipic de lucru, a nivelurilor de activitate și a ratelor metabolice ale astronauților de pe Stația Spațială Internațională (ISS), Do a estimat că un colonist ar trebui să consume aproximativ 3.040 de calorii zilnic pentru a rămâne în viață și sănătos pe Marte. Apoi a determinat culturi care să ofere o dietă echilibrată în mod rezonabil, inclusiv fasole, salată, arahide, cartofi și orez.
do a calculat că producerea suficientă a acestor culturi pentru a susține astronauții pe termen lung ar necesita aproximativ 200 de metri pătrați de suprafață de creștere, comparativ cu estimarea Mars One de 50 de metri pătrați. Dacă, așa cum planifică proiectul, culturile sunt cultivate în habitatul coloniștilor, do a constatat că ar produce niveluri nesigure de oxigen care ar depăși pragurile de siguranță la incendiu, necesitând introducerea continuă a azotului pentru a reduce nivelul de oxigen. În timp, acest lucru ar epuiza rezervoarele de azot, lăsând habitatul fără gaz pentru a compensa scurgerile.pe măsură ce aerul din interiorul habitatului continua să se scurgă, presiunea atmosferică totală ar scădea, creând un mediu opresiv care ar sufoca primul colonist în aproximativ 68 de zile.soluțiile posibile, spune Do, ar putea include fie dezvoltarea unei tehnologii pentru extragerea excesului de oxigen, fie izolarea culturilor într-o seră separată. Echipa a luat în considerare chiar utilizarea azotului extras din atmosfera marțiană, dar a constatat că acest lucru ar necesita un sistem prohibitiv de mare. În mod surprinzător, cea mai ieftină opțiune găsită a fost furnizarea tuturor alimentelor necesare de pe Pământ.
„am descoperit că transportul alimentelor este întotdeauna mai ieftin decât cultivarea locală”, spune Do. „Pe Marte, aveți nevoie de sisteme de iluminare și udare, iar pentru iluminat, am constatat că este nevoie de 875 de sisteme LED, care nu reușesc în timp. Deci, trebuie să furnizați piese de schimb pentru asta, făcând sistemul inițial mai greu.”
răsucirea butoanelor
după cum a constatat echipa, piesele de schimb, în timp, ar crește substanțial costul misiunilor inițiale și viitoare pe Marte. Owens, care a evaluat aprovizionarea cu piese de schimb, și-a bazat analiza pe datele de fiabilitate derivate din jurnalele de reparații NASA pentru componentele date de pe ISS.
„ISS se bazează pe ideea că, dacă se rupe ceva, puteți suna acasă și puteți obține rapid o nouă parte”, spune Owens. „Dacă doriți o piesă de schimb pe Marte, trebuie să o trimiteți atunci când o fereastră de lansare este deschisă, la fiecare 26 de luni, apoi așteptați 180 de zile pentru a ajunge acolo. Dacă ați putea face piese de schimb in situ, ar fi o economie masivă.”Owens indică tehnologii precum imprimarea 3D, care ar putea permite coloniștilor să producă piese de schimb pe Marte. Dar tehnologia așa cum există astăzi nu este suficient de avansată pentru a reproduce dimensiunile și funcțiile exacte ale multor piese clasificate în spațiu. Analiza MIT a constatat că imprimantele 3-D vor trebui să se îmbunătățească prin salturi, altfel întreaga infrastructură de decontare pe Marte va trebui reproiectată, astfel încât părțile sale să poată fi tipărite cu tehnologia existentă.în timp ce această analiză poate face ca programul Mars One să pară descurajant, cercetătorii spun că instrumentul de analiză a așezărilor pe care l-au dezvoltat poate ajuta la determinarea fezabilității diferitelor scenarii. De exemplu, în loc să trimită echipaje în călătorii cu sens unic pe planetă, care ar fi costul general al Misiunii dacă echipajele ar fi înlocuite ocazional?”Mars One este o idee destul de radicală”, spune Schreiner. „Acum am construit un instrument cu care ne putem juca și putem răsuci unele dintre butoane pentru a vedea cum se schimbă costul și fezabilitatea misiunii.”Tracy Gill, manager de strategie tehnologică la NASA, spune că instrumentul poate fi aplicabil pentru evaluarea altor misiuni pe Marte și indică câteva scenarii pe care grupul ar putea dori să le exploreze folosind instrumentul de analiză a așezării. „acest lucru poate oferi un beneficiu planificatorilor de misiuni, permițându-le să evalueze un spectru mai larg de arhitecturi de misiuni cu o mai mare încredere în analiza lor”, spune Gill, care nu a contribuit la cercetare. „Printre aceste arhitecturi ar fi incluse opțiuni care variază de la creșterea completă a tuturor alimentelor in situ cu sisteme bioregenerative, la ambalarea tuturor produselor alimentare de pe Pământ, la diverse combinații ale acestor două extreme.”
unii dintre studenții acestui proiect au fost susținuți de bursele NASA.