De Horizonsonde staat op het punt om het dichtst bij de dwergplaneet Pluto te komen, na een schitterende reis van negen jaar en drie miljard kilometer. Pluto is zo ver weg dat het in de Kuipergordel ligt, een gebied van het zonnestelsel voorbij de planeten. Dit verhoogt de mogelijkheid dat de ruimtevaart op een dag grenzeloos zou kunnen zijn.

Op dit moment zijn alle ogen echter op Mars gericht, op slechts 180 dagen Afstand en een mogelijk doelwit voor een toekomstige menselijke kolonie., En dit is niet alleen science fiction—de ruimterace is al begonnen.Mars One

Mars One

De Mars One-nederzetting

een voorbeeld is het Nederlandse bedrijf Mars One, dat van plan is een enkele reis te lanceren met vier astronauten naar Mars, die in 2027 landen. Er zullen om de twee jaar extra bemanningen bij hen komen om een kolonie te vormen. Sceptici verwerpen Mars One grotendeels als een stunt, maar een meer levensvatbare propositie is NASA ‘ s Orion, de eerste missie sinds Apollo ontworpen om mensen de ruimte in te nemen. Een terugreis naar Mars is gepland voor de jaren 2030.,in voorbereiding hierop bestuderen Nasa en de European Space Agency (ESA) Mars met een groot aantal ruimtevaartuigen, in een poging het mysterie op te lossen hoe Mars het grootste deel van zijn atmosfeer verloor. In 2021 zal Nasa ‘ s rover een experimenteel weerstation op Mars testen en ook een apparaat om kooldioxide om te zetten in zuurstof.

Er is al veel ontdekt. Twee van de meest opwindende vondsten dit jaar betreffen water, een van de vitale ingrediënten voor het leven zoals wij het kennen., Met behulp van krachtige infraroodtelescopen hebben Nasa-wetenschappers bevestigd dat Mars ooit meer water had dan de Noordelijke IJszee, en een deel daarvan blijft opgesloten in poolkappen van Mars. De Hubble Ruimtetelescoop ontdekte ondertussen nog meer water onder het oppervlak van Jupiters grootste maan Ganymedes-een andere toekomstige ruimtebestemming.

hoe komen we bij Mars?

het verst dat we astronauten hebben gestuurd is naar de maan, ongeveer 240.000 mijl verderop. Dit is een kleine vis vergeleken met de 35 miljoen mijl lange reis naar Mars. Het bereiken van de rode planeet vereist serieuze hardware., Nasa zal zijn nieuwe heavy-lift raket Het Space Launch System (SLS) gebruiken om Orion—de nieuwe generatie ruimtevaartuigen—de ruimte in te stuwen. De SLS is krachtiger dan elke vorige raket, het afvuren van meer dan 8,4 miljoen pond stuwkracht, gelijk aan 135 Boeing 747 ‘ s. de computers waarop de software op Orion hebben de mogelijkheid om te verwerken 480 miljoen instructies per seconde. er is gespeculeerd dat astronauten tijdens de reis naar Mars in “hyper-sleep” (een therapeutisch coma) zullen worden gebracht en intraveneus in leven zullen worden gehouden om grondstoffen te sparen., Hoewel een favoriete trope van sci-fi films, deskundigen denken dat dit onwaarschijnlijk.

Hoe zullen we leven?

mensen hebben zelfvoorzienend water, voedsel en zuurstof nodig om op Mars te overleven. Het winnen van water opgesloten in ijs zal cruciaal zijn, maar met de recente ontdekking van stromend water op Mars zal niet al te moeilijk zijn.Nasa ontwikkelt een graafmachine genaamd RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot), ontworpen om water, ijs en brandstof uit de planetaire bodem te delven. Mars One is ook van plan om een water extractor te sturen om de grond te verwarmen tot het water verdampt., Het water wordt dan gecondenseerd en opgeslagen, de droge grond wordt verwijderd en het proces wordt herhaald. Mars One beweert dat zijn astronauten elke dag 50 liter recyclebaar water hebben.

voedsel zal moeten worden geteeld en geoogst, maar landbouw in de ruimte is niet eenvoudig. Je kunt geen gewassen in de aarde plonkeren en op water strooien, want in microzwaartekrachtvrije grond en water zullen rondvliegen en “het interieur van het ruimtevaartuig vervuilen”, waarschuwt Dr.Anna-Lisa Paul, expert in moleculaire en cellulaire biologie aan de Universiteit van Florida.,

“planten kunnen in de ruimte worden gekweekt, maar ze vereisen allemaal het beheer van gassen, water en een groeiend substraat,” zegt Dr.Paul, die het gebruik van Arabidopsis (thale of muis-oor tuinkers) op het International Space Station heeft bestudeerd. Het gewas is perfect voor Mars, kan groeien op een 10cm petrischaal en nauw verwant aan groenten zoals broccoli en radijs. Het rijpt snel en wetenschappers kennen de volledige genetische code al.,

speciale kweeksystemen zullen nodig zijn, zoals VEGGIE (het project van het plantaardig productiesysteem), een microgolfkamer waarin planten kooldioxide en bemesting met gecontroleerde afgifte ontvangen, en ventilatoren de lucht roeren (zware gassen zinken en lichte gassen stijgen op aarde, maar in de ruimte gebeurt dit niet).

voedsel kan ook “gedrukt”worden. Nasa werkt samen met Systems & Material Research Corporation (SMRC) om een 3D-printer te ontwikkelen om eiwitten, zetmeel en vet te vormen tot vormen en microjet in aroma ‘ s en voedingsstoffen., David J Irvin, directeur van SMRC, voorspelt dat er 25 tot 50 basisvoedingsmiddelen zullen zijn, waaronder brood en gebak.

” We proberen niet voor out-of-this world ontwerpen, ” zegt Irvin. “De vorm van het voedsel zal praktisch zijn om gelijkmatige kooktijden en efficiënte verwerkingstijden te garanderen. Dus pizza zal eruit zien als pizza en koekjes als koekjes. We zijn niet van plan voor Michelin-ster voedsel – alleen gezonde en voedzame maaltijden.op Mars One is ondertussen gesuggereerd dat de kolonisten menselijk afval zouden kunnen recyclen om voedingsstoffen voor hun gewassen te leveren, en dat hun dieet insecten en algen zou kunnen bevatten.,

planten kunnen ook worden gebruikt om zuurstof te produceren. Paul beweert dat een bank van fotosynthetische organismen (zoals groene algen) voor deze taak zou kunnen worden gebruikt. Nasa is ook van plan om het kooldioxide dat de dunne Martiaanse lucht domineert om te zetten in zuurstof met behulp van MOXIE—een machine die in staat is om driekwart ounce zuurstof per uur te produceren. Als het lukt, lanceert een groter apparaat twee jaar voordat astronauten op Mars landen, om zuurstof te produceren voor menselijke ademhaling en voor raketbrandstof.

fysieke en psychologische effecten

ruimtevaart wordt geleverd met een gezondheidswaarschuwing., Met behulp van het International Space Station (ISS) als een testbed, element wetenschapper Professor Peter Norsk van Nasa ‘ s Human Research programme is het onderzoeken van een aantal van de fysieke uitdagingen die astronauten zullen worden geconfronteerd.

ons lichaam werkt anders in de ruimte—zelfs de manier waarop ons bloed stroomt. Op aarde sleept de zwaartekracht lichaamsvloeistoffen naar beneden, maar in de ruimte gebeurt dit niet, dus het hart moet harder werken om meer bloed te pompen en meer vloeistoffen cumuleren in het hoofd, waardoor extra druk op de ogen wordt uitgeoefend., Russische kosmonauten plaatsen hun lichaam in lagedrukdozen om bloed in de benen te trekken en dragen armbanden rond hun dijen en bovenarmen zodat bloed zich ophoopt in de aderen van de ledematen. Nasa test momenteel de effectiviteit hiervan.

astronauten op ISS doen twee uur dagelijkse aerobe, weerstand-en loopbandoefeningen om de effecten van gewichtloosheid, die snelle bot-en spierverspilling veroorzaakt, af te wenden. Professor Norsk zegt dat dezelfde tegenmaatregel zal worden gebruikt op Mars, die ongeveer een derde van de zwaartekracht van de aarde heeft., Het gebruik van de osteoporose drug bisfosfonaat om bot-massa verlies te voorkomen is een andere optie, en kunstmatige zwaartekracht wordt getest met behulp van een centrifuge spinnen apparaat.

dieet zal ook belangrijk zijn, en wetenschappers kijken naar voedingsmiddelen die de gezondheid van de botten beschermen en rijk zijn aan antioxidanten om de immuniteit te verhogen. Ruimte speelt ravage met het immuunsysteem-bloed-plasma monsters genomen van astronauten voor en na een reis laten zien dat sommige cellen niet in te trappen wanneer dat nodig is, ontwaken latente virussen zoals waterpokken, terwijl anderen over-actief zijn en allergiesymptomen veroorzaken.,

niet alleen fysieke uitdagingen, maar ook de isolatie, opsluiting en het verlies van privacy in verband met langdurige ruimtereizen kunnen geestelijke gezondheidsproblemen veroorzaken, zoals depressie.in Maart gaan de Amerikaanse astronaut Scott Kelly en de Russische kosmonaut Mikhail Kornienko op pad voor een “eenjarige missie” op ISS, waarbij een groot aantal psychologische tests zullen plaatsvinden om te zien hoe ze mentaal omgaan., Nasa volgt ook een virtueel ruimtestation, met behulp van een virtual-reality-headset om kalmerende geluiden, geuren en beelden te verzenden, en biedt toegang tot een virtuele therapeut en een zelf toegediend depressiebehandelingsprogramma.

technische uitdagingen

onderzoek naar de gegevens van de Orion na de succesvolle test

de technische proeven om Mars te bereiken en te bewonen zijn immens, maar misschien wel de grootste uitdaging is de dreiging van straling., Astronauten die voorbij de lage baan van de aarde reizen, bevinden zich buiten het beschermende schild van de aardatmosfeer en het magnetische veld, en stellen hen bloot aan Galactische kosmische stralen die DNA beschadigen en het risico op kanker vergroten. Nasa verbiedt astronauten om hun kans op kanker met meer dan drie procent te vergroten, maar ten minste één expert heeft geschat dat blootstelling aan straling op Mars 15 tot 24 jaar van het leven van een astronaut zou kunnen afsnijden., Nasa geeft toe dat er “onvoldoende kennis is van de gezondheidseffecten van straling, de omgeving van de ruimtestraling en de effectiviteit van tegenmaatregelen” om de blootstellingslimieten voor de bemanning aan te bevelen voor langere maan-en Marsmissies.

Het plan tot nu toe is om ruimtevoertuigen en habitats te beschermen om de mensen binnen te beschermen. Orion heeft stralingssensoren, en zal de massa die al aan boord is gebruiken om de hoeveelheid materiaal (inclusief apparatuur, benodigdheden, lanceer-en terugkeerstoelen) die tussen de bemanning en de buitenomgeving kan worden geplaatst, te maximaliseren.,

De Mars One leefruimte zal worden bedekt met 16 voet grond, om de bewoners te beschermen tegen kosmische straling. Hun wetenschappers zeggen dat dit dezelfde bescherming zal bieden als de atmosfeer van de aarde. in juni vorig jaar getuigde het Committee on Human Spaceflight van de National Research Council, gezamenlijk voorgezeten door Jonathan Lunine, hoogleraar planetaire wetenschap aan de Cornell University, voor het Amerikaanse Congres dat mensen de ruimte zouden moeten blijven verkennen, maar dat er tientallen jaren geld nodig zou zijn om Mars te bereiken., Een dergelijk programma zal echter honderden miljarden kosten. Kunnen de kosten gerechtvaardigd zijn?

“geen enkele reden rechtvaardigt een menselijk ruimtevaart programma,” zegt Professor Lunine. “Het is het totaal. De menselijke ruimtevaart biedt een breed scala aan voordelen die, samen genomen, een overtuigend argument vormen voor een dergelijk programma.”

deskundigen verdelen deze voordelen in praktische en ambitieuze. Praktische voordelen zijn economisch, educatief en politiek. Ruimtereizen stimuleert de lucht-en ruimtevaartindustrie en verleidt mensen tot een carrière in wetenschap en techniek., En terwijl ruimteverkenning een samenwerking is tussen landen (in tegenstelling tot de ruimterace van de 20ste eeuw, die werd gedomineerd door de Koude Oorlog en de noodzaak van de superioriteit van de ruimtevaart), verhoogt het leiden van de financiële en technische aspecten van een ruimtevaartprogramma de positie van een land op het wereldtoneel.

Aspiratieve rationalen worden ondertussen beschreven als”een gedeelde menselijke bestemming en drang om te verkennen”. En uiteindelijk is landen op Mars misschien meer ambitieus dan praktisch. Terwijl een menselijke landing kan gebeuren in 35 tot 50 jaar tijd, een hele zelfvoorzienende kolonie kan eeuwen duren.,”

” Je kunt de waarde niet echt kwantificeren, ” zegt Lunine. “Maar mensen worden bewogen door ambitieuze rationalen. Als dat niet het geval was, zou iedereen business studeren en zouden we geen filosofen of kunst afgestudeerden hebben om kleur en textuur te geven aan het bestaan.”

voor meer geweldige functies kunt u zich abonneren op het tijdschrift of de digitale app downloaden