İnsanların Ay'ı ve Mars'ı kolonileştirmesi için gerekenler

İnsanların Ay'ı ve Mars'ı kolonileştirmesi için gerekenler

Uzay çok misafirperver bir yer ama...

NASA'nın Artemis programı, 2024'ün sonlarında kalktığında ABD uzay uçuşu tarihinde önemli bir dönüm noktasına işaret edecek. Amerikan astronotlarının 1970'lerden bu yana LEO'dan daha uzağa seyahat etmeleri yalnızca ilk kez olmayacak ve sadece ilk fırsat olmayacak bir kadın astronotun aya ayak basması için. Artemis misyonu, insanlığın en yakın göksel komşumuzu daha fazla keşfetmesi ve potansiyel olarak kolonileştirmesi için gerekli olan önemli zemini gerçekleştirecek ve sonunda Mars'a ulaşma arayışımızda bir atlama noktası olarak hizmet edecek. Alanın insan fizyolojisi ve psikolojisi için ne kadar misafirperver olduğu düşünüldüğünde, NASA ve ortakları ay kolonistlerini hayatta ve iyi durumda tutmada önemli bir zorlukla karşılaşacak.

Apollo misyonu döneminde, ayın yüzeyinde yarı kalıcı bir varlık inşa etme fikri gülünçtü - büyük ölçüde bu dönemde toplanan ve Dünya'ya geri dönen çok sayıda ay regolit örneğinin "kemik kadar kuru olduğu" nedeniyle gülünçtü. NASA'da İleri Projeler Geliştirmede Kıdemli Teknoloji Uzmanı olan Rob Mueller, bir SXSW 2021 paneli sırasında söyledi. "Ortak akıl buydu, ayda su yok ve bu nedenle uzun yıllar [havacılık] topluluğunda tutulan varsayım buydu."

NASA’nın Lunar Prospector görevindeki bir nötron spektrometresinin, su buzunun potansiyel varlığını düşündüren, ayın kutuplarında bulunan hidrojen atomlarının açıklayıcı kanıtlarını bulması 90'ların sonlarına kadar değildi. Ve geçen Ekim ayına kadar SOPHIA heyeti, derin, karanlık ay kraterlerinde fışkırmak yerine, Ay'ın güneşli yüzeyinde su tespit etti.

NASA Genel Merkezi Bilim Misyon Müdürlüğü Astrofizik Bölümü müdürü Paul Hertz, "Bildiğimiz tanıdık su olan H2O'nun Ay'ın güneşli tarafında bulunabileceğine dair göstergelerimiz vardı" dedi. Artık orada olduğunu biliyoruz. Bu keşif, Ay yüzeyini anlamamıza meydan okuyor ve derin uzay keşifleriyle ilgili kaynaklar hakkında merak uyandıran soruları gündeme getiriyor. "

Bu yeni kanıta dayanarak Mueller, “2.000 yıl boyunca her gün uzay mekiği gibi bir aracı fırlatmaya yetecek kadar su buzu olması gerektiğini tahmin ediyor. Yani ayda çok su var. İşin püf noktası, onu bulmamız, ona erişmemiz, madencilik yapmamız ve ardından ekonomik olarak kullanmamız gerektiğidir.

Ayın, hem bir astronotun susuzluğunu gidermek hem de roketlerini çalıştırmak için kullanılabilen bir su deposu tuttuğunun açığa çıkması, kırk dokuzlu günlerden beri görmediğimiz bir kaynağı yakalamaya başlayabilirdi. Bechtel Corporation'da Kıdemli Danışmanlık Mühendisi olan Pete Carrato, aynı panel tartışması sırasında not aldı. "Öyleyse, bana bir sonraki altına hücum Ay'ın güney kutbuna ve bu sert bir ortam."

Bunun nedeni, daha büyük su birikintilerinin, güneşin ısınma ışınlarının buza ulaşamadığı ve onu Ay'ın yüzeyinde buharlaştıramadığı kalıcı olarak gölgelenmiş bölgelerde bulunmasıdır. Sorun şu ki, bu bölgelerdeki sıcaklık, sıvı nitrojenden daha soğuk olan 40 derece Kelvin civarında hareketli. Bu o kadar soğuk ki, Dünya'nın en zorlu ortamları için inşa edilen modern madencilik kuleleri bile burada çalışırken zor zamanlar yaşayabilir. Carrato, "Metal parçaları o kadar soğuk indirirseniz neredeyse cam gibi olurlar" dedi.

Mueller, "Aynı zamanda ayda sert bir vakum, bu nedenle metallerin soğuk kaynaklanması gibi gerçekten tuhaf sorunlar yaşayacaksınız" diye ekledi. “İki metal yüzey birbirine maruz kalırsa, aslında sert bir vakumda bağlanabilirler ve bunu daha önce uzayda gördük. Bu iyi bilinen bir problem. "

Ay'da bulunan her yerde bulunan, jilet keskinliğinde, potansiyel olarak DNA'ya zarar veren, elektrostatik toz da kolonistler için bir tehlike oluşturuyor - Apollo 17 astronotu Harrison Schmitt'in ilk "ay saman nezlesi" vakasıyla düştüğünden beri NASA'nın boğuştuğu bir tehlike. " Bu toz, yalnızca fitillere ve uzay kıyafetlerine yapışmakla kalmaz, küçük parçacıklar da hassas elektronik parçalara, tıkanma filtrelerine, sıkışma fermuarlarına ve donma bağlantılarına doğru yol alır. NASA, tozun elektriksel çekiciliğine karşı koymak için, istikrarsızlaştırıcı bir kaplama geliştirdi, ancak büyük ölçekli etkinliği görülecek. Yüzeydeki etkileri bu tehlikeli tozu yaratan mikrometeoritlerin kendileri de ay habitatları tasarlanırken dikkate alınmalıdır.

Ancak Soğuk Savaş'ın başlamasına yardımcı olan Apollo döneminin aksine, bu sefer Amerikan hükümeti tek başına gitmiyor. Artemis programı, 2024'te Ay Geçidi'nin parçalarını ayın yörüngesine (331,8 milyon dolar karşılığında) ulaştırmakla görevli SpaceX gibi bir dizi uluslararası ve ticari ortakla birlikte çabalarını derinlemesine koordine ediyor.

"Bu, makul bir maliyetle, muhtemelen bir yatırım getirisi ile yapmamıza izin verecek, ancak bunu NASA olarak yapamayız. NASA bir devlet kurumudur, hükümetin rolü endüstriyi kolaylaştırmaktır ”dedi Mueller. “Ve böylece çerçeveyi, altyapıyı ve tüm süreçleri, yasal çerçeveyi, iletişimleri, başlatma sitelerini kuruyoruz. Bunların hepsi gerekli ve sonra özel sektör gelip nasıl yapacaklarını bildikleri şeyi yapabilir, bu da biraz para kazanmak ve ekonomik olarak verimli bir sistem oluşturmaktır. "

Bu çabada diğer ülkelerle ortaklık kurmak, ön maliyetleri etrafa yaymanın harika bir yolu olsa da, hangi üye ülkenin hangi kaynaklara erişim sağlayacağı ve hangi haklara sahip olacağı konusunda çatışmalara yol açabilir. Şu anda, bu tür konular BM'nin 1967 tarihli Dış Uzay Antlaşması'na tabidir, ancak dili tamamen net değildir ve kuralları farklı okumalara açık bırakmaktadır. Mueller, "ABD yorumu, toprağa sahip çıkmayacağımız veya egemenlik talep etmeyeceğimiz, ancak kaynakları kullanma hakkımız olduğu ve ticari endüstrinin kaynakları kullanma hakkına sahip olduğudur" dedi. Dahası, Dış Uzay Antlaşması belirli uygulama mekanizmalarından yoksundur ve henüz herhangi bir imzacı ülke tarafından onaylanarak kurallarını daha çok önerilere benzetmektedir. Artemis Anlaşmaları da benzer şekilde direktiflerden ziyade kılavuz niteliğindedir, ancak yeterli sayıda ülke bunu imzalarsa ve onun çerçevesinde hareket ederse, "zamanla bu fiili kanun haline gelir" diye devam etti.

Mars, ölümcül radyasyon, mikrometeorit darbeleri ve yapışan toz parçacıkları gibi, keşif ve nihai kolonizasyonda Ay'ın yaptığı aynı zorlukların çoğunu ortaya koyuyor - sadece birincisine ulaşmak için gereken altı aylık yolculuktan bahsetmeye gerek yok. ikincisi için. Bu geniş mesafe, dakikalarca süren iletişim gecikmesi nedeniyle Kızıl Gezegene gönderdiğimiz gezgileri ve diğer teleoperasyonlu robotik sistemleri uzaktan kontrol etme yeteneğimizi de zorlaştırıyor.

Muhtemel kaşifler ve sömürgeciler, her varış noktasında var olan geniş sıcaklık aralıklarıyla da mücadele etmek zorunda kalacaklar. Örneğin Ay'da, güneşe bakan taraf 125 Santigrat kadar sıcak olabilirken, gölgeli taraf -175 Santigrat dereceye düşebilir ve aralarında hareket eden nesneler üzerinde yoğun termal strese neden olabilir. Galaktik ve güneş radyasyonundan korunma, yüzeyde nereye yerleşeceğine ilişkin her türlü kararı büyük ölçüde etkilemelidir. Gölgeli vadiler ve uçurum kenarındaki yerler daha yüksek derecede doğal koruma sağlar, bu nedenle yerleşim alanlarını seçerken yerel topografyayı dikkatlice göz önünde bulundurmamız gerekir. Hassell Tasarım Teknolojisi ve İnovasyon Başkanı Xavier De Kestelier'in panel sırasında belirttiği gibi, radyasyon sorununa potansiyel bir çözüm, yapay habitatlarımızı Mars toprağından yapılmış 3B baskılı bir kabukla birleştirmek olabilir.

Giderek daha uzun süren bu görevlerde mürettebatın fiziksel ve zihinsel sağlığının korunması büyük önem taşıyacak ve evden yardım almadan gerçekleştirilmesi gerekecek. Hôpital Du Valais Acil Kliniği Başkanı Beth Healey, Dünya'dan ne kadar uzaklaşırsak, "ihtiyaç duyabileceğimiz tıbbi modeller ve mürettebat üzerindeki psikolojik baskılar farklı olacak" dedi. Mürettebatın her üyesi, görev sırasında kendi uzmanlık alanlarının ötesinde birden fazla rolde hizmet vermeye çağrılacak.

Ancak bu zorlukların üstesinden gelmeyi başarırsak, ödüller önemli olacaktır. Mueller, SXSW 2021'deki ayrı bir panel tartışmasında “Uzayda yaşamak çok zor” dedi. “İyi haber şu ki güneş sistemimizde çok fazla kaynak var ve ötesinde, neredeyse sonsuz miktarda kaynak var Dünyada var. " Bunlar su, atmosferik gazlar, uçucular ve nadir metallerden mürettebatın kendi çöp atıklarına ve enerjiye kadar her şeyi içerir. "Güneş ışığın varsa, o zaman enerjiye erişimin var," diye devam etti. İnsanlık, Antarktika'daki Concordia İstasyonu gibi, Dünyanın en misafirperver bölgelerinden bazılarında yaşayabileceğini zaten göstermiştir. Sürekli titizlik, araştırma ve uluslararası işbirliği ile yıldızların kendileri yakında ulaşabileceğimiz bir yere gelebilir.