Att föra människor till Mars är en utmaning

I slutet av 1960-talet bevisade USA för världen att det var möjligt att landa människor på månen. Idag, decennier efter det första uppdraget, söker människor igen att resa till en annan värld, men det är inte bara till månen. Nu vill de gå på Mars. Innovationer inom rymdskepp, material och mönster kommer att behövas för att utföra ett sådant uppdrag, och dessa utmaningar möts av nya generationer av ingenjörer och forskare. Att besöka och kolonisera dessa världar kommer att kräva komplexa rymdskepp, inte bara för att få människor dit, utan för att skydda dem när de anländer.

Dagens raketer är mycket kraftigare, mycket effektivare och mycket mer pålitliga än de som används på Apollo-uppdragen. Elektroniken som kontrollerar rymdskeppet och som hjälper till att hålla astronauterna vid liv förändras hela tiden, och en del av det används varje dag, i mobiltelefoner som skulle göra Apollo-elektroniken till skam. Idag har alla aspekter av bemannad rymdflukt blivit betydligt mer utvecklade. Så varför har människor inte varit på Mars YET?

Att komma till Mars är svårt

Roten till svaret är att omfattningen av vad en resa till Mars är otroligt stor och komplex. Utmaningarna är formidabla. Till exempel har nästan två tredjedelar av Mars-uppdragen mött något misslyckande eller missöde. Och det är bara robotarna! Det blir mer avgörande när människor börjar prata om att skicka människor till Röda planeten! 

Tänk på hur långt de kommer att behöva resa. Mars är cirka 150 gånger längre bort från jorden än månen. Det låter kanske inte så mycket, men tänk på vad det innebär när det gäller tillsatt bränsle. Mer bränsle betyder mer vikt. Mer vikt betyder större kapslar och större raketer. Dessa utmaningar ensamma sätter en resa till Mars i en annan skala från att helt enkelt "hoppa" till månen (som tar några dagar högst).

Dessa är dock de enda utmaningarna. NASA har rymdskeppsdesign (som Orion och Nautilus) som skulle kunna göra resan. Andra byråer och företag har planer på att åka till Mars, som SpaceX och den kinesiska regeringen, men till och med de är inte riktigt redo ännu för att göra språnget. Det är emellertid ganska troligt att någon form av uppdrag kommer att flyga, kanske inom ett decennium tidigast.

En konstnärs återgivning av SpaceXs interplanetära transportsystem som närmar sig Mars med en besättning. SpaceX, donerat till public domain.  

Men det finns en annan utmaning: tid. Eftersom Mars är så långt borta och kretsar runt solen i en annan takt än Jorden, måste NASA (eller någon som skickar människor till Mars) tidsnära lanseringar till den röda planeten mycket exakt. Uppdragsplanerare måste vänta tills det bästa "möjlighetsfönstret" när planeterna är i rätt orbitalinriktning. Det är sant för resan dit såväl som för hemresan. Fönstret för en lyckad lansering öppnas bara vart par år, så timing är avgörande. Det tar också tid att komma till Mars säkert; månader eller eventuellt så mycket som ett år för enkelriktningen. 

Även om det kan vara möjligt att minska restiden till en månad eller två med avancerad framdrivningsteknologi som för närvarande håller på att utvecklas, kommer astronauterna en gång på ytan på Röda planeten att behöva vänta tills Jorden och Mars är korrekt i linje igen innan de återvänder. Hur lång tid tar det? Åtminstone ett och ett halvt år.

Att hantera frågan om tid

Den långa tidsskalan för resor till och från Mars orsakar också problem i andra områden. Hur får resenärerna tillräckligt med syre? Vad sägs om vatten? Och naturligtvis mat? Och hur kan de komma runt det faktum att de reser genom rymden, där solens energiska solvind skickar skadlig strålning runt rymdskeppet? Och det finns också mikrometeoriterna, rymdens skräp, som hotar att punktera rymdfarkosten eller rymddräkten från en astronaut.

Lösningarna på dessa problem är svårare att uppnå. Men de kommer att lösas, vilket gör en resa till Mars genomförbar. Att skydda astronauterna i rymden innebär att bygga rymdskeppet av robusta material och skydda det från solens skadliga strålar.

Problemen med mat och luft måste lösas med kreativa medel. Växande växter som producerar både mat och syre är en bra start. Men det betyder att om växterna dör, kommer saker och ting att bli hemskt fel. Det är allt förutsatt att du har tillräckligt med utrymme för att öka volymen planeter som behövs för ett sådant äventyr.

Astronauter kunde ta mat, vatten och syre med, men tillräckligt med förråd för hela resan kommer att lägga till vikt och storlek till rymdskeppet. En möjlig lösning kan vara att skicka material som ska användas PÅ Mars framåt, på en obruten raket för att landa på Mars och vänta när människorna kommer dit. Det är en mycket genomförbar lösning som flera uppdragsplanerare överväger.

En konstnärs uppfattning om en livsmedelsproduktionsenhet på Mars med den utskärning som visar de växter kolonister skulle behöva. NASA

NASA är övertygad om att den kan övervinna dessa problem, men vi är inte riktigt där ännu. SpaceX säger att det gör sig redo. Planerna från andra länder är mindre kända, men de är också seriösa när det gäller Mars. Fortfarande är planerna fortfarande mycket teoretiska. Under de kommande två decennierna hoppas uppdragsplanerare för att stänga klyftan mellan teori och verklighet. Kanske kan mänskligheten faktiskt skicka astronauter till Mars på långsiktiga uppdrag av utforskning och eventuell kolonisering.

Uppdaterad och redigerad av Carolyn Collins Petersen.