A Mars klasszikus tudományos-fantasztikus meséiben gyakran szemüveges tekintetű marslakók mutatkoztak be a Földön annak értékes forrásai miatt. De a valóság az, hogy a következő húsz évben - minden technikai és költségvetési megszorítás mellett - csak az emberek fognak betörni a Vörös Bolygóra. Idén a NASA nyilvánosságra hozta legújabb tervét, amely szerint 300 millió kilométert kell ugrani a Nap bolygójára. A stratégia egy holdállomás létrehozását tervezi a Hold pályáján, amely közbenső pontként szolgál a Marsra irányuló távolsági űrrepülésekhez. A Deep Space Gateway pilótafülke lesz a Deep Space Transport, az űrügynökség Enterprise változatának indítópultja.
A 2030-as évek elejére egy űrhajós elhagyhatta az első emberi nyomot egy másik égitesten 1969 óta. Szüksége lesz okos szerkentyűkre, amelyek lehetővé teszik, hogy egy hideg, barátságtalan bolygón éljen, messze, messze a legközelebbi helytől, amelyet "otthonnak" lehet nevezni.
Víz, mindenhol víz
Az a tény, hogy van víz a Marson, már nem meglepő. A Vörös Bolygón periodikusan szivárgó felszíni áramlások arra késztetik a tudósokat, hogy feltételezik, hogy folyékony vízre valóban sor kerül. A NASA tavaly jelentette be, hogy egy hatalmas jégtartályt is felfedezett a bolygó szilárd felszíne alatt.
Azonban a korai Marsra utazók valószínűleg nem jutnak könnyen hozzájuk ezekhez a vízforrásokhoz, vagy túl költséges lesz hozzájuk hozzáférni. Ehelyett a jövőbeni űrhajósok használhatják a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem tudósai által kifejlesztett víztárolót.
Ez a napenergiával működő készülék egy speciális fém-szerves váz (MOF) segítségével legalább 20 százalékos páratartalom mellett szívja ki a vizet a levegőből. A múlt hónapban erről a témáról tanulmányt tettek közzé a Science folyóiratban.
Promóciós videó:
Ezzel a prototípussal 12 kg alatt körülbelül három liter vizet lehetett összegyűjteni, mindössze egy kilogramm MOF felhasználásával. A keret egyesíti a fémeket, mint a magnézium, a szerves molekulákkal, amelyek merev, porózus szálakba sorakoznak a gázok és folyadékok tárolására.
"Ha a relatív páratartalom a Marson 20 százalék körüli vagy annál nagyobb, akkor nem értem, hogy ez az eszköz miért nem működhet ott" - mondja Omar Yagi, a munka társszerzője, aki először 20 évvel ezelőtt találta ki a MOF-et.
Míg a vízcsapda csodálatosan hasznos lenne a Föld száraz helyein, egy ilyen eszköz a teljesen száraz Marson is működne, ahol a sivatagi körülmények ellenére a relatív páratartalom elérheti az éjszakai 80-100% -ot - ami több mint elegendő ahhoz, hogy a vizet kiszívja a légkörből.
A Yagi csapata már dolgozik egy olcsóbb és hatékonyabb MOF-en a vízgőz-szorpció érdekében. „Csak idő kérdése, hogy ez a technológia gazdasági szempontból versenyképessé váljon. Ez egy fontos lépés a vízellátás jövője felé, úgy hívom, hogy „személyre szabott víz”.
Civilizációs bélyegző
Manapság bármit 3D-ben nyomtathatunk - még a működő petefészkeket is. Az eszközök és alkatrészek gyártásának képessége mindenképpen segítséget nyújt azoknak a marsi telepeseknek, akik nem tudnak mindent egyhuzamban magával vinni.
A közelmúltban az Északnyugati Egyetem egy csapata bebizonyította, hogy 3D-s struktúrákat nyomtathat marsi és holdpor segítségével. Pontosabban: nem igazi por, hanem a NASA által jóváhagyott azonos méretű és alakú utánzó. A kutatók, Ramil Shah vezetésével, úgynevezett 3D festési eljárást alkalmaztak, amely új festékeket használ, amelyeket laboratóriuma korábban olyan dolgok nyomtatására használt, mint a grafén és a szén nanocsövek.
A tanulmány ez év elején jelent meg a Nature Scientific Reports-ban.
A 90 tömeg% porból álló 3D nyomtatott anyag rendkívül rugalmas és tartós, mint a gumi. 3D vágás előtt "vágható, hengerelhető, hajtogatható és formázható". Akár LEGO téglákat is készíthet.
"Olyan helyeken, mint más, korlátozott erőforrásokkal rendelkező bolygók és holdak, az embereknek élniük kell a bolygón elérhetőt" - mondja Shah, a McCormick Műszaki Iskola adjunktusa. "3D tintáink valóban lehetőséget nyújtanak különböző funkcionális vagy szerkezeti tárgyak nyomtatására, hogy a Földön túl élőhelyeket teremtsenek."
Egy otthontól távol
A NASA saját megoldást fejleszt a Vörös Bolygón való lakhatásra. Ez egy iglu.
Technikailag a "Marsi Jégház" egy nagy, felfújható csőszerkezet, amely a bolygóról gyűjtött és jéghéjba zárt anyagokat fogja tartalmazni.
A felfújható szerkezet ötlete az, hogy könnyen szállítható. Miért jég? A víz kiváló védelmet nyújt a sugárzás ellen, és ez az egyik legnagyobb veszély, amellyel az emberek szembesülnek az űrutazások során. A hosszú távú expozíció rákot vagy akár akut sugárbetegséget is okozhat.
Alternatív megoldásként házakat, laboratóriumokat és egyéb épületeket temethettek a felszín alá, és arra kényszerítették a kutatókat, hogy trogloditákként éljenek. De a Mars Ice Home jobb perspektívát kínál.
"Az összes általunk kiválasztott anyag áttetsző, így a napfény egy része kívülről bejuthat, és tudatja veled, hogy egy házban vagy, nem pedig egy barlangban" - mondta Kevin Kempton, a NASA Mars Ice Home projektjének fő nyomozója.
Naponta egy alma
Nem világos, hogy a marsi sci-fi nagy siker-e, valóban növelte-e a burgonya értékesítését, de a tudósok kifinomult, önfenntartó növényfarmokat fejlesztenek, amelyek a jövőbeni űrhajósoknak friss gyümölcsöket és zöldségeket biztosítanak.
Például a NASA, az Arizonai Egyetem és a magánvállalkozások közös projektje egy bioregeneratív életfenntartó rendszer (BLSS), amelyet egy hidroponikus növénykamra képvisel, amelynek nincs szüksége talajra (vagy ami még jobb, emberi ürülékre) az élelmiszer előállításához.
A zárt hurkú rendszer tápanyagban gazdag vízzel indul. A tápanyagvíz támogatja a növény gyökérzetét. A rendszer egyszerre előnyös mind a növények, mind az emberek számára, mivel utóbbiak szén-dioxidot bocsátanak ki, amelyet a növényzet elnyel. A növények pedig fotoszintézis révén oxigént termelnek.
„Első nagy projektünk 2004-ben kezdődött. Terveztünk és építettünk egy élelmiszer-termelő kamrát a Déli-sarkon (Antarktisz). Még mindig ott van, és még mindig működik.”- mondja Jean Giacomelli, a Kezelt Környezetek Agrárközpontjának igazgatója és a BLSS projekt korábbi vezető kutatója.
A BLSS szerepelt a Bioszféra 2 zárt ökológiai rendszerben, amelyet ausztrálok birtokolnak és üzemeltetnek.
Előző kihívások
Nyilvánvaló, hogy még sok munka vár arra, hogy az űrhajósok finom vörös almát kezdjenek el termeszteni a Vörös Bolygón. A NASA és kereskedelmi partnerei még mindig olyan új generációs rakétákat fejlesztenek, amelyek a jövőbeni missziók összes nehéz műveletét kezelni fogják. További projektek folynak a mélyűrben történő lakóhely modulok létrehozására, amelyek az embereket a Marsra viszik.
Komoly akadályok maradnak. Például a sugárzás problémája. Az ESA által finanszírozott tudósok nemrég jelentettek be egy eszközt, amely az űrsugárzást szimulálja a fenyegetések tanulmányozása és az emberekre és a berendezésekre gyakorolt hatásainak enyhítésére szolgáló megoldások kidolgozása érdekében. Jelenleg az űr- és űrkutatás arra összpontosít, hogy az emberek miként maradnak egészségesek és ellenállóak a mélyűrben.
Felmerül az a kérdés is, hogy nincsenek otthon. Az emberek elég kemények ahhoz, hogy túléljenek egy ilyen hosszú utat? Kutatások folynak ebben a témában az antarktiszi viszonyok között is.
Idén lesz az űrkorszak kezdetének 60. évfordulója, amikor Oroszország először elindított egy űr műholdat. A Marsra kevesebb, mint egy évszázad alatt eljutni ettől a fordulóponttól történelmi pillanat lesz, amely az emberi faj új jövőjét hirdeti.
KHEL ILYA