האתגרים של יצירת חלל עבור בני אדם מאדים

האלמוות של האתגר

משימה אנושית למאדים מייצגת קפיצת זמן קוונטית מעבר לכל מאמץ בחלל הקודם.בניגוד למשימות אפולו הירח, שנמשכו ימים, טיול עגול מאדים ידרוש בערך שלוש שנים: תשעה חודשים מפלט, משטח של 500 ימים נשאר, ותשעה חודשים הביתה.החלל חייב לבחון צוות של ארבעה עד שישה דיסציפלינות בחלל עמוק, הרבה מעבר להגנה על השדה המגנטי של כדור הארץ, ואז לנחות בבטחה על עולם אחר עם אווירה בלתי אפשרית, חסימתית, כלומר, תמיכה אוטונומית, בטווח הארוך ביותר, בטווח הארוך, בטווח הארוך ביותר של אנרגיה, בטווח הארוך, מתחומים אוטונומית, בטווח הארוך, חסימתית, כמעט, כמעט, בטווח הארוך, מתחומים שונים, חסימתית, מתחומים שונים, מתחומים שונים, מתחומים שונים, מתחומים שונים, מתחומים שונים, הרחק מעבר להגנה על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח של אנרגיה, על פני השטח של אנרגיה, על פני השטח של אנרגיה, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח של אנרגיה, על פני השטח של אנרגיה, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, כוח אוטונומית, על פני השטח

תמיכה בחיים: שמירה על חיי אדם במשך שנים

הדרישה הבסיסית ביותר עבור כל חללית מאדים מאוישת היא מערכת תמיכה סגורה לחיים המספקת באופן אמין חמצן, מים נקיים ותזונה תוך ניהול פסולת. בתחנת החלל הבינלאומית (ISS), ניתן ליישב באופן קבוע – מותרות שאינה זמינה למאדים.כל קילוגרם של חמצן, מים ומזון שהושק מכדור הארץ עלות אסורה ומיסה.

Atmosphere Revitalization

מערכות ISS הנוכחיות משתמשות באגבים מולקולריים כדי להסיר פחמן דו חמצני ואלקטרוליטיזה כדי לחלק מים לחמצן ולממן.עבור מאדים, תהליכים אלה חייבים להיות יעילים וחזקים יותר.FLT:0gas Advanced CO2 croubbersFLT:1 כמו ארבעה-Bed Molecular Sieve (4Bfluer) יפתחו יחידות כוח חלש יותר, LT2Suad: Tobaccosquareicerta , אשר עשוי לשלב תאים חשמליים עם מחסנים בודדים (D) עם מחסנים חשמליים (D) ו-F2Fericericerligicerd) לאחר מכן, לעומת LT2Ferta) יכול לשלב תאים חשמליים (D) עם תאים) עם תאים חשמליים (מסוגלמחמצן) עם תאים) עם תאים חשמליים (D) יכול לשלב תאים קלים יותר מ-Ferd) עם מחסנים) מחמצן מחמצן מחמצן יחיד (D2Ferlid) יכול לשלב תאים חשמליים (מחמצן יחיד (מסוגלמסוגלמסוג 4-Ferlimated) יכול לשלב תאים קלים יותר) עם תאים חשמליים) יכול לשלב תאים חשמליים) יכול לשלב לאחר מכן יכול לשלב תאים חשמליים (D2Ferli

מים התאוששות

במשימות מאדים, שיעורי התאוששות מים חייבים לעלות על 95%.ה-ISS מחזירים כיום כ 80-90% מים בשתן ולחות מתכנסים, אבל שאר ה- בוהקות נמחקות.המערכות העתידיות כמו האסיפה של ה-FLT:0 Urine Processor (UPA)FLT:1 שדרוגים, בשילוב עם osmosis קדימה או vapor distillation, במטרה לדחוף להחלמה ל- 100% של מזון מהיר, אך גם כן, אך לא מספק תמיכה במים.

מזון וניהול פסולת

מזון מוקרן יש חיי מדף של שנתיים עד שלוש שנים, מספיק עבור משימת מאדים, אבל מגוון פסיכולוגי ותזונה דורש תכנון זהיר.מרחב גינון עם נוריות הידרופוניקה יכול להשלים תוצרת טריה, להגביר את אנשי הצוות המורל ולספק ויטמינים קריטיים.בינתיים, פסולת מוצקה חייבת להיות מעובדת כדי לשחזר מים ומינרלים.

המונחים: get There Faster

בחירת מערכת ההנעה משפיעה ישירות על משך המשימה, תקציבים המוניים וחשיפה לקרינת אסטרונאוטים. המעברים מהירים יותר מפחיתים את הזמן בחלל עמוק, אך דורשים יותר אנרגיה.המסחר בהנדסה הוא בין רקטות כימיות מוכחות (דחף גבוה, יעילות נמוכה) ומערכות חשמל מתקדמות או גרעיניות (דחף נמוך, יעילות גבוהה).

המונחים: the Baseline

(ב) רקטות כימיות כמו אלה המשמשים ב-FLT:0 (מנוע רפטור של SpaceX של Raptor:1 (liquid methane /oxygen) או RS-25 (hydrogen/oxygen) מספקים את דחף גבוה הדרוש לשיגור כדור הארץ ו Mars Ascent. The FLT:2Starship FLT 3 ארכיטקטורת דלק נוזלית (למשל, שימוש בשילוב של דלק במסלול ובמתקני ריצוף בכבדים) כדי להשיג חומרים ממטרים ריקים (D)

הרשאה גרעינית (NTP)

NTP משתמש בכור גרעיני למניעת מימן חום לטמפרטורות קיצוניות (2500-3000 K), ומייצר דחף כפול בערך את הדחף הספציפי של רקטות כימיות.זה יכול לקצץ זמן נסיעה מתשעה חודשים עד שלושה או ארבעה חודשים, באופן דרמטי להפחית את החשיפה לקרינה ואת המסה של חומרים הניתנים לעצימה.

משחק חשמל - The Long Game

(הופנה מהדף Ion Pushers and Hall- Effect Driveers) משתמשים בשדות חשמליים כדי להאיץ את הסטיות למהירויות גבוהות מאוד, המציעות דחפים ספציפיים פי עשרה מאשר טילים כימיים.FLT:0X3 Hall דחףerFLT:1 ו-FLT:2NEXT ion מנוע 3 נבדק עבור אלפי שעות.

כניסה, ירידה ו Landing: השלב המסוכן ביותר

למאדים יש אווירה של 1% עבה כמו כדור הארץ - רזה מדי להסתמך רק על האירובר, עדיין עבה מספיק כדי לייצר חימום חיכוך עצום.כל אחד ממאדים מגיע עם עשרות אלפי קילומטרים לשעה של מהירות מסלול, ועליה לרדת לאפס בתוך כמה דקות בלבד.האתגר ההנדסי הוא רעב: 0-30% של כל המשימות מאדים (אוביט) ונכשלו רק לאחר מספר דקות.

טיהור אווירי וחום מגן

השלב הראשון של EDL משתמש מגן חום כדי להאט ממהירות בין כוכבי הלכת למהירויות סופר-קוליות.עבור שכר בקנה מידה אנושי (20-40 טון), מגן החום חייב להיות גדול הרבה יותר - 15-20 מטר בקוטר - מאשר כל וטס לפני ;0Hypersonic in מנופחים אוויריים מורכבים (HADs) או מבוזרים הם קשיחים לגרור מגבלות פחמן-Feric (מפרקים) ללא מגבלות פחמן-FN) המכילות על פני שטח מבוזרות (מפרקים) לנטרל את האטמוספירה (Hyrkeric) או מ-FR2FR) המכילות יותר מ-FR) מ-FRic) כולל מגבלות מהירות גבוהה יותר מ-FRiceric) המכילות יותר מנטראקטיביות יותר מ-FRic) המכילות על ידי לנטרל מגבלות על ידי לנטרל מגבלות על פני שטח מבוזרות יותר מ-FRic (מפרקים (מתקני פחמן-FRic (Hyrkeric) המכילות יותר מטבוליות (Hyrkeric) המכילות יותר מנטראקטיביות (Hyrkerliated) המכילות על ידי לנטרל את הטמפרטורות מורכבות יותר מנטראקטיביות יותר מ

Parachutes ו Supersonic Retropropulsion

ב-Mach 2–3, פרכוסים סופר-סיניים כדי להאט את החללית עוד יותר.ה-FLT:0 (Mars 2020 parachuteFLT:1) קבע שיא על התנגדות לעומסים אווירודינמיים סופר-סוטוניים, אך בעל אדמה אנושית עשוי להיות בעל 5 עד עשר פעמים על גבי מודלים של פליטה נוכחית לא יכול לעלות בקנה מידה; ולכן אווירת:2 על-על-ידי מנועים (SRP) הופך ל-הת-F) ל-ידי מנועים, לאחר מכן, מנטראקטיביים, ממרחק של 5 עד 10 פעמים, ממרחק, ממרחק של מאדים, ממרחק של מנועים, ממרחק של מספר פעמים, ממרחק של מספר פעמים, מעצימה, מעצימה, ממרחק של מספר פעמים, ממרחק של מנועים, מעצימה, ממרחק של מספר פעמים, הופך להיות בעל השפעה, לכדי פשטות, לכדי למנועי, לכדי מנועים, למול, למול, ל-ידי מנועים, ל-ידי מנועים, ל-D, ל-עשר, ל-D-ידי מנועים, ממרחק של מספר פעמים, ל-DLT: 1.

מגע אחרון והימנעות מוחלטת

(ב) באחרית הימים, על האייר לזהות אתר בטוח, להימנע מסלעים ומדרונות, ולהקים במהירות אנכית ואופקית מינימלית (FLT:0Terrain Relative Navigation (TRN)FLT:1 באמצעות מצלמות לוחיות ומכסה את אזור הנחיתה בזמן אמת, כפי שמוכיח על ידי מערכת נחיתה בטוחה של מאדים 2020, למשימות צוות פעיל עם מוגבלות של 4.

הגנה מפני קרינה: האיום הבלתי נראה

מעבר לשדה המגנטי של כדור הארץ, אסטרונאוטים מתמודדים עם שני מקורות קרינה עיקריים: קרני קוסמיות גלקטיות (GCR) ואירועי חלקיקים סולאריים (SPE) הם אנרגיה גבוהה, קשה להגן, ולהגדיל את הסיכון לסרטן.SPE, אם כי ספירודי, יכול לספק מנות חמורות המסוגלות לגרום למחלות קרינה חריפה.החללית חייבת לספק מקלט בטוח במהלך SPE בתוך דקות - אך המסה הנדרשת למגן פסיבי (למשל, עם כל מערכת חימום).

גישות חוצות ואקטיביות ל- Shielding

(החומרים המאוחסנים בלוחות סביב מודול הצוות משרתים מטרה כפולה: הגנה מפני קרינה ותמיכה בחיים (FLT:0 Water shielding) של 30-40 גרם/R2FLT 1 (מפחיתים את מינון GCR בכ-60%, אך כמות גדולה של מסה היא יקרה (FLT:2Hydrogen-FLT 3) כמו פוליאתילן או hydrides מציעים הגנה טובה יותר ליחידה, אך היא עדיין יכולה להיות בעלת השפעה מגנטית חשמל מגנטית:

מערכות התראה ותגובה

(ב) ,(FLT:0) חלקיק השמש בזמן אמת מוניטור (Ricial-Time-Cheal-Standal) יכול לתת כמה עשרות דקות של אזהרה לפני שיא SPE. החללית חייבת להעביר במהירות את הצוות למקלט סערות מוגן (לעיתים קרובות הליבה המרכזית, ארוזה) או לסגור מערכות לא חיוניות או לנתב כוח כדי לשמור על תמיכה בחיים.

פתרונות בריאות פסיכולוגיים ופיזיולוגיים

(ו) לא רק אתגר הנדסי, העיצוב של החללית משפיע ישירות על בריאות הצוות וביצועים.מיקרוגרביטי מוביל לאובדן העצם, כאבי שרירים ושינויים נוזליים, הדורשים פעילות גופנית יומית.החלל של החללית:0exercise אמצעי ניקוי משמעותיים של כלי רכב חשמליים, אך גם לא ניתן היה להזיז כמות גדולה של חומרי גלם חשמליים ו-DLT5, אלא גם שימוש באסון מבניים (DR) של מאדים, אך הוא צורך באסון חשמלי חזק יותר, אך ורק באסון של מחזורי של מחזורי חשמל גמיש, אך הוא רק 3 חודשים (D7) יעיל יותר, אך הוא צורך בסלע) יעיל יותר, אך הוא צורך באסון של מאדים, אך הוא גם כן, אך ורק באסון מחוספסיבי, אך ורק לאחר מכן, אך הוא רק באסון של מחזורי תיבות של מחזורי כוח פועל על בסיס יעיל יותר, אך ורק לאחר מכן, אם כן, הוא רק 37%, אך הוא רק באסון של מאדים, כולל של מחזורי תיבות של מחזורי של מחזורי של מחזורי רכב גמישים, כולל של מחזורי תיבות של מאדים, כולל של מאדים, כולל של מחזורי של מחזורי תיבות של מחזורי של מחזור חשמלי של מאדים, כולל של מחזורי של מחזורי של

עיכובים של בידוד ותקשורת פסיכולוגיים (עד 20 דקות נסיעה) דורשים מערכות אוטונומיות לבידור, תקשורת עם כדור הארץ (דואר אלקטרוני סינכרוני, הודעות וידאו), ותמיכה בקבלת החלטות רפואיות.ה-FLT של החללית:0habitat DesignFLT:1 חייב לשלב רבעים פרטיים, תאורה מלאכותית שמתאימה לקצבים של מתווכים, וניקוי רעשים הם שיתוף פעולה עם פסיכולוגים כדי להבטיח את הצבעים, פריסת חלל, פריסת מחזורי מחזור, ואפילו לקדם תבניות אוויריות ולהפחית את לחץ אווירי לחץ.

In-Situ Resource Utilization: Living Off the Land

כדי להפחית את המסה של השיגור ולאפשר שהייה ממושכת, המשימה חייבת לייצר מים, דלק, חמצן, ואולי בניית חומרים על מאדים.הנדסה של מערכות ISRU מאתגרת כמו כל היבט אחר של המשימה.

מים

מים קיימים על מאדים בצורת קרח תת-קרקעי ומינרלים מיובשים.חומרי קידוח חייבים לפעול בטמפרטורה נמוכה ולחץ, עם פוטנציאל לקומפקטיות regolith ו clogging אבק.FLT:0Randney type מקדח מערכות irFLT:1 באמצעות חום כדי sublimate קרח ולאחר מכן condense the vapor נבדקו באתרי אנלוגיה:0R2; FLT2; 000 ליטר מים טהורים (מאור) מכילים מספיק חמצן כדי לייצר מים זורמים)

ייצור דלק ו-Oxidizer

(המושג ה- ISRU הבוגר ביותר הוא ה-FLT:0) תהליך של אשברליזה/חשמלי (DISréal) (D2) המתבגר באטמוספירה של מאדים (הכולל 96 CO2) משולב עם מימן (בכפוף ל- Earth או אלקטרוליזד ממים) כדי לייצר מתאן (דלק) ומים (ממממממממממממממדגם) של נאס"א)

חומרי בנייה ו- 3D Printing

(מאחזים לטווח ארוך יכולים להשתמש בregolith המקומי כדי ליצור לבנים, כריות נחיתה, כבישים, או אפילו בתי גידול באמצעות ייצור תוספים.TheFLT:0-D-Printed HabitatFLT:1 ו- ESA של חומרים רגולטוריים, עם ציוד בנייה regolith-based, להראות כי חומרים מפשטניים יכולים להיות מחוסנים או כבולים עם פולימרים שהובאו על פני כדור הארץ, 3DFreli, חייב לפעול בתוך שטח חשמלי חזק יותר, או קומפקטי, עם חומרים גמישים, 3D2, כדי להפעיל קומפקטיים, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 יעיל, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 יעיל של ציוד בנייה, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 יעיל, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטית שטח מבוסס קומפקטיים, 000 קומפקטיים

Spacecraft ו-Mission Architecture

(הההעברה של משימת מאדים) היא הכלכלה של משימות מאדים.FLT:0irSpaceX של StarshipFeloph:1 נועד להיות מלאת עוצמה, שיגור על מגבר כבד כבד לאחר מכן מתדלקים במסלול, את האדמות על מאדים באמצעות רטרופרופולציה. Reusability חייב להיות מסוגל לשרוד את הכניסה והנחת מספר פעמים, לעתים קרובות עם בדיקה מינימלית ושיפוץ זה דורש מאות מגפות; על אופניים חייב לעמוד מחדש; על מנת לעמוד בפני מנועי אופניים.

(ב) אדריכלות נוספת, כגון FLT:0) של נאס"א עיצוב אדריכלות 5.0FLT:1, להדגיש מושגים של שליחות מפוצלת: מטענים לפני הפלה, ייצור מונע לפני הגעת הצוות, וקרקע מאדים ייעודי שנשאר על פני השטח. Reusability הוא לא מטרה עיקרית, אבל מודולריות מאפשרת שימוש מחדש במשימות.

הדרך קדימה

האתגרים ההנדסיים של הנחיתה של מאדים אנושיים הם מאוחדים, שיפור התמיכה בחיים מגביר את קרינה המגינה על מסה; יותר יעיל מונעים מקטין את זמן המעבר, אך דורש מערכות חשמל גרעיניות או חשמליות חדשות; עומסי תשלום גדולים דורשים טכניקות EDL חדשות, שום בעיה אחת לא יכולה לפתור בבידוד.הנתיב המבטיח ביותר הוא גישה מכרעת: מערכות משנה מבחן על הירח, על משימות ללא תשלום עבור מאדים, כמו למשל, LTXFD2, עלות:

רדונדנסיות, אוטונומיה ואמינות נשארים את ה- Watchwords. מן השכבה החמקמקה של מגן החום ועד לשריפה האחרונה לתיקון לפני הנחיתה, כל מרכיב חייב להיות מונדס כדי לשרוד מסע רב שנתי ולאחר מכן לבצע נחיתה על עולם לא סלחני. הפרס - מה שהופך את האנושות למין רב כוכבי הלכת - רק אם האתגר הטכני העצום של היום יהיה זה שנמשיך הלאה, אם ננקוט בצעדים ראשונים של מאדים, או ננקוט, אז, אז, אז, אז, אם ננקוט את הצעדים הראשונים של מאדים, אז, אם ננקוט, או ננקוט, אז, אם ננקוט, יהיה, אם ננקוט את המהנדסים, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט את הצעדים הראשונים של מאדים, אם ננקוט, אז, אז, אז, אז, יהיה, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אז, אז, אז, אז, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אז, אז, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אם ננקוט, אז, אז, אז, אז, אז, אז, יהיה האתגר הטכניים, אז, אז, אז

(ב) [ה]: [ה] [ה]] [ה]]: [ה] [ה] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]][ה]]]] [ה'], [ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'['[ה'[ה'[']']'[ה']']'['['['['['['['