Problémy pilotovaného letu na Mars

Problémy pilotovaného letu na Mars

Obsah: Co vlastně pilotovaný let na Mars obnáší? Jaké problémy jsou největší? Jak tyto problémy řeší minulé a stávající projekty? Jaké jsou předpoklady pro úspěšný pilotovaný let

na Mars?

Co vlastně pilotovaný let na Mars obnáší?

V podstatě jde o to dopravit člověka ze Země na povrch Marsu, umožnit mu tam alespoň krátkodobě pracovat a nakonec ho i s výsledky práce vrátit zpět k Zemi a na Zemi.

Společenské podmínky

Nejprve je třeba dosáhnout stavu, kdy dostatečně velká skupina lidí na Zemi bude natolik přesvědčena o nutnosti pilotovaného letu na Mars a současně o technické možnosti let bezpečně uskutečnit, že bude ochotna celý let financovat a podporovat. Musí prostě panovat přesvědčení, že předpokládané výsledky stojí za předpokládanou cenu.

Technické podmínky

• doba letu cca 2 roky, dlouhá a dokonalá odloučenost

Technické podmínky

• větší dávky ozáření než u Země (cca 2 krát než na LEO)

Technické podmínky

• pohon s kapacitou 10 + 10 km/s

Technické podmínky

• zásoby pro LSS na celou misi (cca 1 tuna na osobu a rok)

Technické podmínky

• lehký a spolehlivý MEM (Mars Excursion Module)

Technické podmínky

• na LEO je třeba dostat přes 500 tun (to je více než celá ISS)

Technické podmínky (shrnutí)

• doba letu cca 2 roky• dlouhá a dokonalá odloučenost• větší dávky ozáření než u Země• pohon s kapacitou 10 + 10 km/s• zásoby pro LSS na celou misi• lehký a spolehlivý MEM• na LEO je třeba dostat přes 500 tun

Co budou kosmonauti na Marsu dělat?

• provádět vizuální pozorování a průzkum okolí přistání• sbírat vzorky hornin a atmosféry• rozmisťovat na povrchu automatické přístroje• provádět hlubinné geologické vrty• provádět aktivní seismickou sondáž

To všechno ale mohou udělat i automaty.

Shrnutí hlavních problémů

• společenská podpora (poměr přínosy/náklady)• superspolehlivý LSS pro nejméně 2 roky provozu• dostatečná protiradiační ochrana• superspolehlivý pohonný systém s kapacitou 10 + 10 km/s• celková velká hmotnost sestavy (stovky tun)• konstrukce spolehlivého a lehkého MEMu • riziko ztráty posádky (to u automatů není)

Jak problémy řeší minulé a stávající projekty?

Vybrané projekty:• Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956 • Projekt firmy Boeing z roku 1968 • Kniha Cesta na Mars 1998 - 1999 • Mars Direct z roku 1990 • Referenční mise z let 1993 - 1998

Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

• posádka 12 osob• jedna loď nákladní a druhá pilotovaná• hmotnost na LEO 1870 tun• 9 osob přistane na Marsu v letounu• trup letounu slouží ke startu zpět• pobyt na Marsu zhruba 1 rok• při návratu setkání na oběžné dráze Marsu• návrat na vysokou oběžnou dráhu Země

Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

Projekt firmy Boeing z roku 1968

• posádka 6 osob• jediná loď, 720 tun, 177 m, jaderné motory• MEM, MM, EEM, PM-3, PM-2, PM-1• klasická letová sekvence

– odlet z LEO– zachycení na oběžné dráze Marsu– výsadek MEM (na 30 dní)– při návratu setkání u Marsu– EEM přistane přímo na Zemi

• náklady cca 30 mld. USD

Projekt firmy Boeing z roku 1968

Projekt firmy Boeing z roku 1968

Projekt firmy Boeing z roku 1968

Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

• K.Pacner a A.Vítek (Albatros, 1979)• zdokonalený návrh z roku 1968• současný let dvou stejných lodí• posádka 2 x 6 osob• na LEO celkem 2 x 514 tun• elektromagnetický radiační štít• dvojí přistání na Marsu• po návratu karanténa na LEO

Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

Mars Direct z roku 1990

• R.Zubrin a D.Baker• nosiče Ares odvozené z STS (121 tun na LEO)• nejprve nákladní lander (ERV, výrobna paliva)• po dvou letech další lander a pilotovaná loď (HAB)• HAB přistane u ERV• 500 dní na Marsu• ERV odletí přímo na Zemi• náklady cca 20 + 2 mld. USD

Mars Direct z roku 1990

Mars Direct z roku 1990

Mars Direct z roku 1990

Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

• shrnutí předchozích projektů• nosiče 150 tun (nebo 2 x 80 tun)• pro každou misi 3 x 150 tun• nejprve ERV-1 a MAV-1• pak HAB-1, ERV-2 a MAV-2• 600 dní na Marsu• MAV se spojí s ERV a letí k Zemi• MAV přistane přímo na Zemi

Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

Inovační přístupy z projektů

• klasické, vyzkoušené přístupy: rozdělení mise do více částí, vybavení dopraveno předem značná redundance a zálohování systémů (modulů a lodí)

• zatím nedostatečně ověřené přístupy: maximální využití místních zdrojů na Marsu

(voda, kyslík, palivo, pěstování potravin, stavební materiál) využití techniky aerocapture a aerobraking využití dosud nedostatečně vyvinutých pokročilých technologií

(např. jaderný a elektrický pohon) využití kontroverzních technologií (elmg. pole, jaderné reaktory)

Poznámky

• Počkáme na budoucí supertechnologie?• Přenecháme misi automatům (virtuální let)?• Vybudujeme na Marsu rovnou základnu?• Poletíme na Mars za dobrodružstvím (bez vědy)?

Předpoklady pro úspěšný pilotovaný let na Mars

• na oběžné dráze Země trvale pracují desítky lidí • na Měsíci je základna, na které se střídá několik vědců • automaty dostatečně zpřesnily informace o Marsu • automaty ověřily speciální technologie• cena za vynesení nákladu na LEO klesla pod 1000 USD/kg • na Marsu dosud nebyly nalezeny známky života• umělá inteligence a robotika zaostávají za schopnostmi lidí • stovky milionů lidí podporují plán pilotovaného letu na Mars

Kdy poletíme na Mars?

• příznivé podmínky by měly nastat kolem roku 2020• je však třeba shoda všech příznivých okolností• virtuální let a průzkum je možná zajímavější než reálný• kolonizovat Mars zatím nepotřebujeme, ale později … ?