En besetning til Mars: Hvordan NASA kunne gjøre det

Fremtidige Mars -oppdagelsesreisende på Mars -overflaten

Kunstners konsept om astronauter på Mars -overflaten. (Bildekreditt: NASA/JSC)



Å sette støvler på Mars i slutten av 2030 -årene er ikke bare en pipedrøm, antyder en ny studie.



NASA kan lande astronauter på den røde planeten innen 2039 uten å bryte banken, forutsatt at romfartsorganisasjonen tar en trinnvis tilnærming som inkluderer en besetning i 2033 til Mars -månen Phobos, ifølge forskningen.

'Mars er mulig, og i en tidshorisont av interesse,' sa Hoppy Price, fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California, 20. mai under en presentasjon med romfartsorganisasjonens Future In-Space Operations (FISO) arbeidsgruppe. 'Det kan skje i vår levetid, og det ville ikke ta en billion dollar for å gjøre det.' [ 5 Manned Mission to Mars Ideas ]

Går gjennom Phobos



Å sende astronauter til Mars er den langsiktige topprioriteten i NASAs program for menneskeromsfart. President Barack Obama instruerte faktisk byrået om å få folk til nærheten av den røde planeten i midten av 2030-årene.

'Nærheten' inkluderer bane rundt Mars. Og det er sannsynligvis en god idé å få astronauter til å gå i bane - spesielt til Phobos eller Deimos, en av Mars to små måner - før de prøver å lande dem på den støvete overflaten på Mars, sa Price. Ved å dele opp en Red Planet-kampanje i to diskrete deler fortynner du risikoen og kostnadene, noe som gjør dem mer håndterbare fra år til år, forklarte han.

Så Price og to kolleger ved Jet Propulsion Laboratory (JPL) utarbeidet en foreslått oppdragsarkitektur som får astronauter til Phobos innen 2033, deretter ned til Mars 'overflate i 2039. Designet deres er bare et konsept, ikke en offisiell NASA -strategi, Pris stresset. Men han håper det hjelper folk med å se Mars -leting med mannskap i et mer optimistisk lys.



'Vi har hørt mye det siste året om:' Det er så vanskelig å dra til Mars; vi kommer aldri dit, vi kommer aldri dit i løpet av livet. Det koster en billion dollar å gå til Mars, '' sa Price under FISO -presentasjonen.

'Så vi ønsket å gi et veldig spesifikt eksempel på en arkitektur og et program som vi kunne vise som sannsynligvis ville være rimelig og gjort innen en tidsramme som du vet, de fleste av oss fortsatt ville være i live for å se,' la han til. [Mars måner: Bilder av Phobos og Deimos]

kunstner



Kunstnerens illustrasjon av en base på Mars -månen Phobos.(Bildekreditt: NASA)

Hvordan det ville fungere

Planen, som ble utarbeidet av Price, John Baker og Firouz Naderi, skulle etablere en base på Phobos, en omtrent 10 kilometer bred (16 kilometer) måne som går i bane rundt 3700 kilometer fra Mars-overflaten.

Denne innsatsen vil kreve fire lanseringer av NASAs Space Launch System (SLS) megarocket, som for tiden er under utvikling og planlegges å gjøre jomfruturen i 2018.

Den første Phobos-orienterte SLS-lanseringen, i 2029, ville hive en romfartøyer og to kjemisk fremdrift nyttelast-en Phobos Transfer Stage og en Trans-Earth Injection Stage. Taubåten ville bruke solenergi-fremdrift (SEP) for å hale de to nyttelastene til Mars bane på bare mindre enn fire år. (Teamets konsept krever ingen store gjennombrudd innen fremdriftsteknologi eller andre områder, sa Price.)

En annen SLS -løfting ville bære en annen SEP -slepebåt og Phobos -basen, som kunne støtte et mannskap på fire. Slepebåten ville ta basen til Phobos og sette den på månens overflate, for deretter å bli i habitatet for å gi strøm og flytte den til forskjellige steder på Phobos hvis ønskelig.

Den tredje SLS-lanseringen, rundt 2032, ville bære et dypt rom-habitat (med samme grunnleggende design som Phobos-basen) og en Mars Orbit Insertion Stage to Earth-bane. En annen SLS -løfting ville deretter sende NASAs Orion -kapsel og et mannskap på fire opp for å møte dette forhåndsinnstilte utstyret, noe som ville hjelpe astronautene til Mars -bane på en reise som varer 200 til 250 dager.

Den ventende Phobos Transfer Stage ville ferge astronautene ned til basen i 2033, hvor mannskapet ville bli i omtrent 300 dager. Astronautene ville deretter dra tilbake til jorden; Phobos -habitatet ville forbli på Mars -månen, i påvente av mulig bruk av fremtidige mannskaper.

Denne Phobos -kampanjen 'ville bevise metoden for å komme seg til Mars bane og tilbake,' sa Price.

Diagrammer som viser en mulig Mars -lander som kan få astronauter ned på planeten

Diagrammer som viser en mulig Mars -lander som kan få astronauter ned på planetens overflate, og sprenge dem tilbake mot hjemmet igjen når tiden kom.(Bildekreditt: NASA)

Neste stopp: Mars

Arkitekturen ville bruke en lignende flertrinnstilnærming - ved å bruke SEP -slepebåter til preposisjonsutstyr - for å få astronauter til overflaten på Mars i 2039, men denne andre fasen av Red Planet -innsatsen ville kreve seks SLS -lanseringer, ikke fire.

JPL-teamets konsept ville sende en 23-tonn lander til Mars-bane, hvor det ville vente på at astronautene skulle komme. Denne landeren vil inkludere et habitat, samt et Mars Ascent -kjøretøy som vil få astronauter fra den røde planeten og på vei tilbake til jorden.

I motsetning til robotfartøyet som NASA har sendt til overflaten på Mars, ville denne landeren røre seg uten hjelp av fallskjerm. Den vil stole på retrorockets og kanskje en dragøkende Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (SIAD), en prototypeversjon som romfartsorganisasjonen planlegger å teste på Hawaii denne uken for andre gang. (Den første testen skjedde i juni 2014.)

Dette første bemannede overflatestaget ville være kort; landeren kunne støtte et mannskap på to i 28 dager, eller et mannskap på fire i seks dager, sa Price. Men han ser for seg det historiske oppdraget som mye mer enn bare et 'flagg og fotavtrykk' -arbeid, og sier at det kan bane vei for mer ambisiøs oppfølging-for eksempel 12-måneders overflatemisjoner som starter hvert fjerde år, og til slutt etablerer en koloni på den røde planeten .

'Jeg tror-etter hvert å finne en vannkilde på stedet-på Mars-at vi innen 50 år eller 100 år ønsker å utvikle oss til en permanent tilstedeværelse-en befolkning av Antarktis-typen på Mars,' sa Price. [Giant Sprang: Topp milepæler i menneskelig romfart]

Hvor mye ville det koste?

Price og teamet hans ba nonprofit Aerospace Corporation om å gi et kostnadsestimat for denne bemannede Mars -arkitekturen.

Price nektet å røpe noen dollartall, men han sa at lagets foreslåtte arkitektur - å få astronauter til Phobos i 2033 og til Mars -overflaten for et kort opphold i 2039 og et lengre opphold i 2043 - ble funnet å passe innenfor NASAs årlige budsjett , forutsatt at budsjettet øker hvert år for å justere for inflasjon. (Mars-kampanjen ville litt overstige byråets budsjett for en strekning i midten til slutten av 2020-årene, sa Price; den støten ville flate ut hvis Den internasjonale romstasjonen stoppet driften i 2024 i motsetning til 2028, la han til.)

'Dette er bare rettet mot å vise et eksempel på at [bemannede] reiser kan gjøres ved hjelp av teknologier NASA driver med, og på en tidshorisont av interesse, uten store pigger i NASA -budsjettet,' sa Price.

Det California-baserte Aerospace Corporation gjorde også kostnadsvurderinger for U.S. National Research Council sin rapport fra 2014, 'Pathways to Exploration: Rationales and Approaches for a U.S. Program of Human Space Exploration.' (Kongressen beordret Flyktninghjelpen til å utføre studien tilbake i 2010.)

NRC -rapporten gir et grovt anslag på hvor mye det vil koste å få astronauter til Mars. Innsatsen tilsvarer 'kanskje 75-150' flaggskipsklasse 'robotutforskningsromfartøy (forutsatt en gjennomsnittlig kostnad på 1 til 2 milliarder dollar hver),' forfattere skrev .

Følg Mike Wall på Twitter @michaeldwall og Google+ . Følg oss @Spacedotcom , Facebook eller Google+ . Opprinnelig publisert den demokratija.eu .