10 problèmes qui empêchent un voyage vers Mars

Toute mission vers Mars serait semée d'embûches - mais comme le montre cette liste, aucun des défis à relever n'est nécessairement insurmontable. Des décennies d’expérience dans le domaine des voyages dans l’espace ont montré qu’un simple coup d’ingéniosité - ainsi qu’une lourde dose de détermination sérieuse - pouvait grandement contribuer à la réalisation de nos aspirations cosmiques.

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Frais




Le programme entier Apollo Moon Landing des années 1960 et 1970 a coûté environ 25 milliards de dollars aux États-Unis. La plupart de ces dépenses ont été dépensées jusqu'à Apollo 11, après quoi la plupart des problèmes liés à l'atterrissage sur la Lune ont été résolus et les missions ultérieures sont devenues moins chères. Une mission humaine sur Mars coûterait exorbitant davantage, d’abord en raison de la distance cosmique à parcourir, allant de 36 millions à un peu plus de 250 millions de miles (l’orbite de Mars est plutôt excentrique).

Deuxièmement, il existe de nombreux événements étranges qui se déplacent très loin dans l’espace, chacun pouvant tuer un humain très facilement. Dès que nous quittons notre atmosphère, l’Univers essaie essentiellement de nous tuer. Et si nous envoyons 3 humains environ à 250 millions de kilomètres, nous devons prévoir toutes les éventualités possibles à l’avance. Planifier pour chacun nécessite de l'argent, et les estimations les plus conservatrices s'élèvent à un milliard de dollars ridiculement optimiste. Et si l’économie nationale (et par extension mondiale) continue de décliner, les progrès vers une mission humaine resteront terriblement lents. Plusieurs des entrées suivantes se rapportent à celle-ci.

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Pathogènes Terrestres




Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi des techniciens et des scientifiques, travaillant sur des engins spatiaux et du matériel devant être envoyés dans l'espace, s'habillent comme des chirurgiens dans un hôpital? Pour la même raison: éviter de transmettre des germes. Certains agents pathogènes sont connus pour pouvoir survivre dans l’environnement spatial. Deinococcus radiodurans est l’un des organismes les plus résistants qui soient. C'est une bactérie, pas un virus, qui peut supporter une dose de 5 000 grays de rayonnement gamma, où 5 grays suffisent pour tuer un être humain adulte. Le seul moyen facile de le tuer est de le faire bouillir, ce qui nécessite 25 minutes, tandis que le botulinum meurt après seulement 2 à 7 minutes.

Le déinocoque peut être trouvé dans les aliments gâtés, les eaux usées, la poussière domestique et dans de nombreux autres endroits. Alors que se passe-t-il si une mission sur Mars l'introduit dans l'environnement martien? Nous ne savons toujours pas s'il y a de la vie sur Mars, mais avec des missions comme le robot Curosity Rover, nous nous approchons chaque jour davantage du «oui». Si c'est le cas, il s'agit probablement d'un microbien et il n'a jamais rencontré de vie terrestre. Deinococcus ne nuit pas aux humains, mais pourrait très bien être désastreux pour la vie extraterrestre.

En raison de tels scénarios, les critiques se sont interrogés sur l’éthique consistant à poser le pied sur n’importe quelle planète pouvant abriter la vie, et toute proposition de mission doit en tenir compte d’une manière ou d’une autre avant de poursuivre.

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Méthode de propulsion




À ce jour, toutes nos activités dans l’espace ont été entreprises au moyen de fusées. Nous devons avant tout échapper à la Terre et notre vitesse doit être de 11,2 km par seconde. C'est environ 25 000 mph. La balle la plus rapide atteint une vitesse de 3 132 km / h. Le seul moyen dont nous disposons pour propulser un objet hors du champ gravitationnel de la Terre et en orbite et au-delà est de placer l'objet au-dessus d'une gigantesque bombe, dont nous pouvons très bien contrôler l'explosion.

Le carburant nécessaire pour propulser la navette spatiale en orbite pesait 1 100 000 livres pour chacun des deux propulseurs de fusée, le plus souvent en perchlorate d’ammonium et en aluminium. Miraculeusement, il y a eu très peu de catastrophes impliquant ces ascensions habitées par des fusées dans l'espace - le désastre Challenger de 1986 le plus notable. Mais, mis à part le danger, les fusées sont, dans la plupart des opinions astronautiques, extrêmement inefficaces pour transférer des embarcations dans l'espace.

Dans la plupart des histoires de science-fiction, des séries télévisées et des films, la sortie de la Terre en orbite et au-delà est accomplie par un autre moyen rarement expliqué, précisément parce que nous n'avons pas encore compris une méthode de propulsion autre que la fusée. . Presque tous les véhicules, y compris les avions, sont propulsés par combustion interne, ce qui implique de brûler un carburant. Mais rien de ce que nous savons ne peut brûler sans oxygène, ce qui explique pourquoi la plupart des avions modernes ne peuvent toujours pas quitter notre atmosphère. ils décrochent et s'effondrent.

Les scientifiques travaillent d'arrache-pied pour essayer d'inventer d'autres méthodes de propulsion qui ne nécessitent pas de combustion. Ceux-ci impliquent généralement anti-gravité. Les vaisseaux spatiaux dans les films Star Wars décollent simplement du sol et volent dans l'espace extra-atmosphérique, et un engin capable de le faire faciliterait grandement l'initiation d'un voyage sur Mars.

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Démence de l'espace




Vous pouvez aussi appeler cela «la fièvre de la cabine». Nous n'aimons pas être enfermés dans une voiture pendant 200 miles à la fois. Demandez à n'importe quel policier d'autoroute et il vous dira que si vous mettez Jésus et Gandhi dans une voiture assez longtemps, ils vont commencer à se battre. Maintenant, imaginez supporter les conditions de vie à l'étroit du module de commande Apollo pendant 8 mois sans grand effort. Puis, après quelques jours, voire un mois, de délicieuses excursions martiennes, vous avez hâte de vivre encore 8 mois sans rien faire, si ce n’est vous enfermer.

Voir le n ° 3 pour une bonne méthode pour combattre ce que les astronautes appellent «démence spatiale». Mais le principal moyen de l'éviter consiste à dissiper l'esprit des astronautes de leur isolement. La principale raison pour laquelle il n’ya pas eu à ce jour de crimes violents dans l’espace, quelle que soit leur nationalité, est double: tout d’abord, les séjours en vol spatial ont été brefs. La plus longue durée ininterrompue dans l'espace est de 437,7 jours pour Valeri Polyakov de 1994 à 1995. Il a été physiquement seul pendant 258 de ces jours, mais a toujours été en communication directe avec son quartier général russe et a mené 25 expériences scientifiques.Ainsi, il était rarement seul avec rien d'autre que ses propres pensées pour la compagnie.

Il est resté en orbite pendant si longtemps pour prouver qu’un état mental sain pouvait être maintenu pendant toute la durée d’une mission habitée sur Mars - et lorsqu'il est retourné sur Terre, il a insisté pour marcher seul pour prouver que cela serait possible. Mars (voir n ° 5). Mais ses évaluations psychologiques ont révélé une déficience marquée de son état émotionnel et de son humeur générale. Il était beaucoup plus morose que d'habitude et facilement irritable par de simples questions.

Considérons maintenant que les intervalles de communication en route vers Mars vont progressivement s'allonger jusqu'à ce que, en orbite autour de Mars, les signaux radio, qui voyagent à la vitesse de la lumière, aient besoin d'environ 22 minutes pour parcourir le trajet aller-retour. S'il se trouve à sa plus petite distance possible de la Terre, les signaux radio nécessiteront encore environ 6 minutes et demie pour l'aller-retour. L'accomplissement émotionnel avec des intervalles de 20 minutes entre les discours est impossible, et l'interaction humaine est effectivement invalide. Pendant ce temps, l’équipage risque de se lasser de la compagnie des autres avant que le vaisseau spatial n’atteigne Mars. Ensuite, ils doivent redouter le retour. Les programmes spatiaux font appel à des psychologues pour choisir les membres d'équipage en fonction de leur capacité à bien s'entendre les uns avec les autres, et il peut être impossible de le faire aussi longtemps.

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La combinaison




La principale exigence d'une combinaison spatiale est la mise sous pression, car sans elle, un humain se gonflera deux fois plus normalement et ressemblera un peu à un powerlifter. La mort n'est pas causée par le gel instantané ni le sang bouillant, ce qui se produira dans les deux cas, mais par les poumons remplis d'air qui éclatent comme des ballons. Si vous ne retenez pas votre souffle, mais expulsez tout, vous perdrez votre temps à cause d'une asphyxie en environ 15 secondes et vous mourrez dans la minute qui suit, bien avant que vous ne gèliez ou que votre sang ne se répande. Presque toutes les combinaisons spatiales - depuis le SK-1 de Youri Gagarine jusqu'à présent - ont été des combinaisons gonflantes, qui mettent le corps sous pression en se dilatant comme des ballons.

Jusqu'à présent, ceux-ci ont fait leur travail de façon magnifique, mais les séjours des astronautes dans l'espace durent rarement très longtemps. Les combinaisons sont volumineuses, disgracieuses et ne permettent pas une très bonne liberté de mouvement. Sur la Lune, les astronautes trouvaient qu'il était plus facile de se déplacer en «lançant» ou en semi-courant, en demi-sautant, et cela était dû à une gravité si faible - mais Mars a un peu moins des deux cinquièmes de la gravité terrestre et rendra la Terre Les déplacements sont nettement plus faciles: les astronautes pourront plier les genoux et avancer droitement, mais quitteront momentanément le sol pendant quelques centimètres. Nous ne pouvons pas reproduire avec précision cet attrait gravitationnel sur Terre; L'eau fournit un degré d'apesanteur suffisant, mais ralentit le mouvement des membres.

Ce dont nous avons besoin pour les excursions martiennes, c’est un costume moulant, le contraire d’un costume gonflé; au lieu de mettre le vêtement sous pression, le vêtement met le corps sous pression en le resserrant dans une coquille élastique qui recouvre tout, sauf la gorge et la tête. La combinaison ne peut donc peser que 1 ou 2 livres, au lieu des 200 livres A7L portées par Neil Armstrong et Buzz Aldrin. L'inconvénient de la combinaison moulante est l'inconfort que cela provoque pour les aines des hommes et les seins de la femme, même lorsqu'un protecteur est porté. Il doit également intégrer une capacité de refroidissement, sinon l’astronaute succombera à la chaleur en quelques minutes.





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Gravité Artificielle




La gravité zéro est un problème grave pour les séjours de longue durée dans l'espace. Le corps est conçu pour la vie sur Terre, avec une force gravitationnelle de 1, tandis que Jupiter, par exemple, possède une force g de 2,528. En apesanteur des déplacements en orbite ou dans l'espace, le corps humain subit des aberrations radicales, notamment une atrophie musculaire et une ostéopénie, ou une perte de masse et de densité osseuses. Pour contrer ces effets, les astronautes doivent s'entraîner de manière intensive pendant au moins 4 à 5 heures par jour, et cela n'est pas possible avec des poids libres, qui sont aussi en apesanteur. Des poids à ressort sont utilisés, de même que des tapis roulants et des vélos stationnaires, mais les résultats à long terme sont tout simplement insuffisants.

L'exemple le plus connu de la gravité artificielle est la force centrifuge. Un vaisseau spatial devrait être équipé d'une centrifugeuse massive, un anneau tournant qui applique une force réglable perpendiculairement à son axe. Ces dessins sont populaires dans les films de science-fiction, notamment 2001: une odyssée de l'espace. L'astronaute pourrait marcher autour du mur intérieur de la centrifugeuse comme s'il s'agissait d'un plancher. Il n'y a actuellement aucun vaisseau spatial équipé d'une telle centrifugeuse (voir n ° 10), mais plusieurs conceptions sont à l'étude.

Les astronautes qui reviennent sur Terre après seulement 2 mois en orbite sont incapables de rester debout plus de 5 minutes et doivent être transportés ou pivotés jusqu'à ce que leurs corps se réadaptent à la gravité terrestre. Les effets sur le corps d'un astronaute voyageant de Terre à Mars pendant 8 mois seraient terribles: il perdrait 1% de la masse du squelette par mois et, immédiatement après le voyage, il devrait effectuer de grands exercices et des études scientifiques à la surface d'un planète avec une force G d'un peu moins de deux cinquièmes de celle de la Terre. Ensuite, l'astronaute devrait rentrer à la maison.

Une méthode de simulation de la gravité est le simple magnétisme, mais les bottes magnétiques collent simplement les pieds sur une surface, sans alourdir le corps du tout, et une atrophie et une ostéopénie persisteraient presque sans changement.

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Pathogènes Martiens




Alors que le n ° 9 est appelé «contamination directe», cet article traite de «contamination inverse». Si vous connaissez H. G.La guerre des mondes de Wells, vous savez que les Martiens ne sont pas tués par le pouvoir militaire combiné de l'humanité, mais «par les plus infimes organismes que Dieu, dans sa sagesse, a mis sur cette Terre». Mais si nous allons sur Mars et revenons en toute sécurité, nous pouvons apporter une variation en arrière de la vision de Wells.

Mars pourrait bien abriter la vie, et si oui, nous devons nous en méfier extrêmement. Les formes de vie les plus simples sont souvent les plus dangereuses. Si la vie martienne est pitoyablement sensible à nos agents pathogènes, nous le sommes tout autant, n'ayant acquis l'immunité vis-à-vis d'aucun astronaute en forme de vie susceptible de ramener à l'extérieur de leur combinaison spatiale, vaisseau spatial, équipement ou même à l'intérieur de leur corps, une forme de vie qui a reposé dans une animation suspendue pendant des milliards d’années pour être ravivée dans son environnement de prédilection.

Un seul agent pathogène martien pourrait créer une pandémie mondiale qui tue absolument tout sur la Terre. Pour lutter contre cela, les astronautes Apollo 11, 12 et 14 qui ont marché sur la Lune ont été mis en quarantaine pendant 21 jours chacun, avant que la Lune ne soit totalement privée de vie. Mais la lune n'a pas d'atmosphère. Mars en a un, bien que beaucoup plus mince, et avec une combinaison de gaz complètement différente de celle de la Terre. Les premiers astronautes à poser le pied sur Mars devront donc être mis en quarantaine pendant un bon moment à leur retour - et pourtant, comment allons-nous tuer les microbes qu’ils ramèneront avec eux?

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Le vaisseau spatial




Cette entrée concerne en particulier les numéros 10 et 5. Nous avons actuellement de nombreux engins spatiaux capables d'atteindre Mars intacts et capables de s'acquitter de leurs tâches de robotique - mais lorsque nous ajoutons des vies humaines à l'équation, le nombre de passifs augmente astronomiquement, si vous voulez pardonner le jeu de mots. Il faudra que ce soit un métier spacieux pour pouvoir accueillir 8 mois de mobilité humaine. Il devra également être conçu en gardant à l’esprit plusieurs entrées de cette liste, y compris les deux suivantes.

S'il s'agit d'une centrifugeuse géante pour la gravitation artificielle, elle sera extrêmement volumineuse et coûteuse, mais surtout, un travail d'ingénierie extrêmement complexe, et des dizaines d'ingénieurs et de scientifiques de la NASA ont déclaré que nous n'avions pas encore développé les avancées technologiques pour construire un tel métier. Ils offrent ensuite de l'espoir en déclarant que nous devrions disposer de la technologie dans les prochaines décennies.

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Météoroïdes




Chaque jour, la Terre est frappée par environ 1 milliard de météores, astéroïdes et comètes. La plupart d'entre eux ont la taille d'un grain de sable. Même ceux de la taille d'une camionnette n'atteindront pas la surface. Mais la Lune n'a pas d'atmosphère pour les brûler et, même si sa surface est beaucoup plus petite, il vous suffit de jeter un coup d'œil à sa vue rapprochée pour avoir une idée de tous les débris qui gravitent dans l'univers. Les atmosphères agissent comme des incinérateurs qui se débarrassent d’une grande partie de cette roche, de ce métal et de la glace, mais dans l’espace, à des millions de kilomètres de la Terre, il n’ya pas d’atmosphère pour protéger l’engin spatial ou son équipage.

Rappelez-vous dans Star Wars IV, quand Han Solo rappelle à la princesse Leia que déclencher une hyper-vitesse (déplacement plus rapide que léger) sans planifier au préalable un itinéraire peut entraîner un vol dans un météore? Ce fut l'un des meilleurs moments du réalisme de la science-fiction.

Que se passera-t-il lors d'un voyage de 8 mois dans l'espace lointain? Il n'y a pas grand-chose entre Terre et Mars, à l'exception de débris de toutes tailles zinguant à une vitesse pouvant atteindre 50 fois la vitesse de la balle la plus rapide. Nous pouvons lutter efficacement contre cela en recouvrant les murs du vaisseau de plaques de blindage. Mais cela se fait toujours au prix d'un surplus de poids, ce qui rendra d'autant plus difficile le nettoyage de l'orbite terrestre.

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Rayonnement cosmique sans entrave




Notre atmosphère et notre champ électromagnétique sont les seules raisons pour lesquelles nous ne rôtissons pas à la mort à l'instant même. Le rayonnement ultraviolet du soleil est en grande partie arrêté par l'atmosphère, tandis que la lumière visible, aux longueurs d'onde plus longues, pénètre jusqu'au sol. Ce n'est pas vrai dans l'espace. Les combinaisons des astronautes sont équipées de visières qui arrêtent les rayonnements nocifs du Soleil. Si elles ne masquent pas le visage de leur casque avant de faire face à la lumière directe du soleil, elles seront cloquées et aveuglées de manière permanente en quelques secondes.

Les modules en aluminium du module de commande Apollo en aluminium ont facilement arrêté le rayonnement ultraviolet, mais lors de leurs déplacements vers et depuis la Lune, les astronautes se sont plaints de flashes soudains et instantanés de lumière bleue ou blanche éclatante. La lumière n’était visible ni à l’intérieur ni à l’extérieur du vaisseau spatial, et n’empêchait en aucun cas l’équipage de s’acquitter de ses tâches et ne lui causait aucune douleur.

Lorsque des missions spatiales ultérieures ont suscité des plaintes et des descriptions similaires de ces éclairs de lumière, les scientifiques ont enquêté et découvert qu'elles étaient causées par des «rayons cosmiques», ce qui est mal choisi. Ce ne sont pas du tout des rayons, mais des particules subatomiques, principalement des protons solitaires, se déplaçant presque à la vitesse de la lumière. Ils pénètrent dans les vaisseaux spatiaux et, techniquement, laissent des trous dans les matériaux traversés, mais ils ne permettent aucune fuite, car ils sont plus petits que les atomes.