27. července 2020
Mars bývá vděčným zdrojem inspirace pro sci-fi a jiné fantastické příběhy. Je už dost prozkoumaný, ale přesto tajemný, zároveň je dost daleko na to, aby umožnil zajímavá dobrodružství. A podobné důvody vedou k tomu, že po Marsu pokukuje také NASA. Tuto planetu zatím zkoumáme jen s pomocí sond, které nám zprostředkovaně ukazují, jak to na Marsu vypadá. Tyto informace pomáhají lépe připravit techniku na budoucí pilotované mise. Před inženýry je ještě hodně práce – je potřeba vybavit kosmické lodě a astronauty technologiemi, které umožní doletět k Marsu, prozkoumat jej a zajistí i bezpečný návrat. Obousměrná cesta ze Země k Marsu a zpět potrvá zhruba dva roky.
Technický vývoj různých systémů pro pilotovanou výpravu k Marsu již probíhá, ale takové cesty se nedočkáme dříve než ve třicátých letech. Mnoho technologií bude nejprve otestováno na Měsíci při misích Artemis, jiné budou zase šité na míru podmínkám meziplanetárního prostoru. V tomto článku najdete šest technologií, na kterých NASA pracuje, aby se pilotovaná výprava na Mars jednou stala realitou. Sluší se ještě poznamenat, že následující výpis rozhodně nepředstavuje všechny projekty, na kterých NASA v tomto směru pracuje. Jedná se spíše o zajímavý průřez atraktivními technologiemi. Stejně tak je potřeba mít na paměti, že případný let lidí k Marsu by musel čelit mnoha dalším výzvám, které nejsou v tomto článku zmíněny.
Umělecká představa kosmické lodě s jaderným pohonem.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
1) Výkonné pohonné systémy, které nás tam (a zpět!) dostanou rychleji
Posádka mířící k Marsu bude muset urazit zhruba 225 milionů kilometrů meziplanetárním prostorem. Pokroky v pohonných technologiích jsou klíčové pro dosažení cíle co možná nejrychleji a přitom bezpečně. Zatím je příliš brzy na to, abychom řekli, jaký pohonný systém dostane člověka k Marsu, ale je prakticky jisté, že pro zkrácení doby letu bude muset zřejmě využívat jadernou technologii.
NASA rozvíjí hned několik možností včetně iontových pohonů, kterým by energii vyráběl jaderný zdroj, ale uvažuje se i o nukleárně-termálním pohonu. Obě využití jaderného rozpadu se od sebe výrazně liší. První jmenovaná metoda sázející na iontové motory je sice hodně efektivní, ale nevytváří velký tah. Nukleárně-termální pohon naopak poskytuje tah výrazně větší.
Ať už bude zvolen kterýkoliv systém, použití jaderné energie zkrátí dobu, kdy je posádka na cestě. Kosmická agentura i její partneři pracují na vývoji, zkouškách a úpravách důležitých dílů pro různé pohonné systémy. Cílem je snížit riziko, kterému budou první průzkumníci Marsu vystaveni.
Příprava nafukovacího tepelného štítu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
2) Nafukovací tepelné štíty pro přistání na jiných planetách
Největší zařízení, které jsme zatím dostali na Mars má rozměry srovnatelné s osobním autem, ale přistání lidí bude potřebovat výrazně větší hardware. Nové technologie by měly umožnit i těžším nákladům vstoupit do atmosféry Marsu, přiblížit se k povrchu a přistát v místě, které má posádka prozkoumat.
NASA proto připravuje nafukovací tepelný štít, který nabídne velkou využitelnou plochu, ale na raketě přitom zabere méně místa než standardní pevný štít. Tato technologie se hodí nejen pro Mars, ale i pro všechna kosmická tělesa s atmosférou. Před vstupem do atmosféry by se štít rozložil a nafouknul, aby mohl náklad či astronauti bezpečně přistát.
Tato technologie zatím není připravena pro použití na Marsu. Na rok 2022 se ale chystá zkouška, při které bude společně s družicí JPSS-2 vynesen prototyp o průměru 6 metrů. Jeho úkolem bude vstoupit do zemské atmosféry a inženýři budou sledovat průběhu sestupu. Zkouška by měla prokázat, zda materiál odolá spalujícímu žáru, který je přítomný při vstupu tělesa do atmosféry.
Skafandry xEMU budu oproti těm z programu Apollo mnohem pohyblivější.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
3) High-tech skafandry
Tvrzení, že skafandry jsou vlastně kosmická loď pro jednoho člověka, nejsou daleko od pravdy. Nově představené skafandry od NASA využívají nových technologií a díky modulárnímu designu se budou moci vyvíjet a upravovat, aby se daly použít na různých místech s různými podmínkami. Tyto skafandry označované xEMU obléknou i posádky, které se v rámci programu Artemis vrátí na Měsíc. Tyto skafandry kladou na první místo bezpečnost posádky a astronauti se mohou těšit také na to, že jim ochranné obleky umožní přirozenější pohyby. Budou tak moci dělat i činnosti, které při misích Apollo nebyly možné.
Budoucí vývoj těchto skafandrů pak zohlední odlišné podmínky panující na Marsu. Jde třeba o systémy podpory života, které budou fungovat v řídké atmosféře tvořené především oxidem uhličitým, ale zapomínat se nesmí ani na vnější vrstvy, které udrží posádku v teple i během marsovské zimy a naopak zajistí, že se posádky v létě příliš neohřejí.
Hermetizovaný rover bude posádce současně domovem i laboratoří.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
4) Marsovský dům a laboratoř na kolech
Aby se snížil počet věcí potřebných k přistání na povrchu, chce NASA zkombinovat první marsovská obydlí a vozítka do jednoho systému – uzavřeného roveru s dýchatelnou atmosférou. NASA už několik let intenzivně testuje taková vozítka na Zemi s cílem vyvinout přetlakové mobilní obydlí pro průzkum Měsíce. Astronauti z programu Artemis, kteří budou žít a pracovat v těchto hermetizovaných roverech, poskytnou zpětnou vazbu pro zlepšení systému pro jeho nasazení na Marsu. S designem pomohou i zkušenosti z provozu marsovských vozítek – hodit se budou různé věci – od zkušeností s výběrem nejlepšího typu kol až po schopnost navigace velkého stroje složitým terénem.
Podobně jako pozemské obytné karavany, bude i toto vozítko ve svých útrobách ukrývat vše, co bude posádka potřebovat na několik týdnů života a práce. Pro pobyt uvnitř nebudou potřeba skafandry, takže astronauti budou moci řídit a dělat další činnosti v pohodlném oblečení. Vozítko bude moci odjet klidně desítky kilometrů od přistávacího (a návratového) modulu. Pokud posádka objeví nějaké zajímavé místo, vstoupí astronauti do svých moderních skafandrů a opustí rover, aby odebrali vzorky nebo provedli vědecké experimenty.
Umělecká představa energetického zdroje, který na Marsu vyrábí elektřinu štěpnou reakcí.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
5) Neustálý zdroj energie
Na elektřině jsou dnes závislí lidé v rozvinutých státech a je jasné, že astronauti prozkoumávající Mars to nebudou mít jiné – pro ně bude spolehlivý zdroj energie bez přehánění otázkou života a smrti. Takový systém bude muset být lehký a přitom musí zvládnout fungovat bez ohledu na místo určení nebo aktuální počasí na Marsu.
Stejně jako na Zemi se i na Marsu střídá den a noc. Kromě toho tu nastávají období prachových bouří, které mohou trvat i několik měsíců. Štěpný jaderný reaktor proto vychází ve srovnání s fotovoltaickými zdroji jako spolehlivější technologie. NASA už tuto technologii ozkoušela na Zemi a dokázala, že jde o bezpečný, efektivní a dostatečně výkonný zdroj energie pro dlouhodobé mise. Agentura plánuje, že energetický systém založený na štěpení těžkých jader ozkouší nejprve na Měsíci a později i na Marsu.
Umělecká představa retranslační družice pro přenos dat mezi Marsem a Zemí. Ve skutečnosti jsou samozřejmě obě planety výrazně dál.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
6) Laserová komunikace pro posílání více informací
Pilotovaná mise k Marsu možná bude využívat laserů k zajištění spojení se Zemí. Tato technologie by umožnila odesílat velké objemy dat nasbíraných v reálném čase včetně fotek a videí ve vysokém rozlišení. NASA jako příklad uvádí, že odeslat podrobnou mapu Marsu na Zemi by klasickými radiovými komunikačními prostředky trvalo devět let. naopak při použití laserové komunikace by se tato doba zkrátila jen na devět týdnů. Díky této technologii by také bylo možné lépe komunikovat s astronauty, abychom viděli a slyšeli, jak probíhá jejich dobrodružství na rudé planetě.
NASA už v roce 2013 prověřila spolehlivost fungování laserových přenosů od Měsíce. Další chystaný test má prověřit fungování v různých situacích, zlepšit zaměřovací systém a vyřešit problémy jako jsou oblačnost a další komunikační rušení. NASA plánuje stavbu malých komunikačních systémů pro zkoušky na pilotovaných misích včetně ISS nebo první pilotované mise programu Artemis. Další laserový komunikační aparát zamíří do meziplanetárního prostoru, aby prokázal fungování této technologie na vzdálenosti v řádu mnoha milionů kilometrů od Země.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/3-spacesuits.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/1propulsion.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/2-heat_shield.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/3-spacesuit.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/5power.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/6-laser_comm.gif
Rubrika 
Štítky: 
Nahrávání ...
Este ani nelietal Starship a uz NASA a zase ich jadrove pohony.Ako prvy by mal byt na Marse Musk ale tak okolo roku 2030.A to bude musiet pohnut,ist pod zem,predzasobovat misie,lebo tam ludia pokapu.Ale najvacsie sance ma Spacex.Je vidno,ze Musk to chce stihnut za svojho zivota.Ale bude to o hubu.Potom skor oni budu pokracovat s jadrovymi pohonmi.V spolupraci s inymi samozrejme.ALe,ze NASA ma plany?Och….plany mat moze ale nic nevidno,na SX cosi vidno.Planuju,planuju…Bohvie ako to bude vo svete a len plany a fotky,to moze ist dookola…Jadrove pohony budu ale dlho bude dominovat SS,ved aka robota s tym je a to tie jadrove pohony ani len nezacali,len trepu,maju fotky a videa.Akoze technologie na to su ale to by do toho musela NASA alebo iny narvat omnoho viac penazi ako sa teraz dava ,aby nieco zacalo vznikat.Budu radi zatial za SS.Neskor jadrove.
NASA dostala na FY20 na vývoj NTP 110 milionů USD. Na FY21 navrhl rozpočtový výbor Sněmovny reprezentantů také 110 milionů USD, z čehož má být 80 milionů určeno na letový demonstrátor. Podrobnosti o studii letového demonstrátoru jsou tady:
https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20200001000.pdf
Zkuste trochu ubrat na nadšení a nejprve si o tématu něco zjistěte. Jirka Hošek vám v odkazu poskytuje studijní materiál, abyste poznal, že jste se mýlil. Jde opravdu o reálně podložený fungující projekt.
I kdyby se jim to povedlo a Starship za 5 let byl, tak s jakym rozpoctem se bude muset asi tak pocitat?
Jestli se prizvou na pomoc statni penize t.j. NASA, bude to znamenat spise zdrzeni, protoze ta bude v otazkach riskovani lidskeho zivota nejspise superopatrna.
Urcite nastane otazka ochrany hypotetickeho martanskeho zivota, i kdyz realne to je spise pase, nejspise uz tam pozemstane v podobe mikrobu pekne radi :-), ledaze by sterilizace vsech tech sond miricich na povrch Marsu, vcetne sovetskych, byla stoprocentni.
Technologie jsou důvodem k optimismu. Nejslabším článkem tak bude, jak už poznamenal Hawk, člověk. Udržet posádku půlroku ve výborné kondici aby zvládla výsadek na Mars. A pak ještě rok a půl (!) než se vrátí na Zemi.
Da se spoléhat na automaty a počítače. Jenže k čemu by tam pak astronauti byli…?
Po půlroční cestě půjdou naštěstí jen do 1/3 gravitace na Marsu,takže by to zvladnout měli. Otázka je navrát třeba po několika letech,ale zmátořit by se před příletem na Zemi mohli na měsíční základně,která snad už v době letu bude. Pro zmenšení rizik to chce vykonný pohon,který cestu zkrátí.
Výše zmiňovaný VASIMR pro meziplanetární cesty,SHS na orbitu a můžem na Mars na dovolenou všichni 🙂
Problém je, že zatím absolutně nevíme, jak bude tělo reagovat na přechody do a z třetinové gravitace.
Leda vzít někoho z ISS na Měsíc v rámci Artemis mise,což je sice míň jak polovina gravitace Marsu,jen adaptace po příletu, pokud tam nebudou rok a prudké teoretizování,neb Orion u ISS nestaví.
Poslat na Mars zvíře nepomůže,musel by s ním letět ošetřovatel.
Nakonec to asi dopadne,uvidíme,až tam budeme,resp. Elon to rozsekne.
On ten rozdíl mezi 1/3 a 1/6 je složitější než že se to jen vynásobí 2 🙂
To je iba elonova chiméra.
Není to třetina, nýbrž 0,38, ale nebuďme puntičkáři. Aspoň částečná kompenzace toho rozdílu se dá provést poměrně snadno, sportovci to běžně používají při tréninku, a sice pohyb se zátěží – olověné pásy kolem těla, nohou a rukou sice neudělají všechno, ale hodně pomoct můžou, a když by se díky nim lidi dostali třeba na 0,6G, tak rekondici po přistání na Zemi už by to dost usnadnilo.
Ano a na Měsíci to není šestina, ale 0,165 … V tomto případě rozdíl pěti setin nehraje roli.
Vámi popisovaný návrh řeší jen drobnou část potíží. Stále je tu namátkou třeba rozložení vody v těle nebo funkce kardiovaskulárního sysétmu.
Myslím to tak, že problém nemusí být ty náhle přechody, a související adaptace, mezi různými gravitacemi, ale její dlouhodobá absence. Respektive její dlouhodobé snížení. A samozřejmě kosmické záření, absence magnetického pole, atd.
Jednoduše zásadní změna životního prostředí po dlouhou dobu a k tomu nutnost udržet si výkonnost.
Souhlasím, že zkrácení přeletu pomocí vyšší rychlosti by hodně pomohlo. Doba zrychlování a následného motorického brzdění by zase mohla přispět k řešení problému s absencí přirozené gravitace.
S tím zrychlováním coby simulací gravitace to tak horké nebude, po jednom dni při zrychlení 1 m/s2 (0,1 G) by to byl slušný kvapík, delta-V je zhruba 86 km/s. A to je jeden jediný den a mizivé zrychlení.
Díky za upřesnění. Byl jsem líný počítat a spokojil jsem se s „pocitem“. A mám to 😉
Naprosto k ničomu, leda tak ku propagande, pozrite sa, my sme to dokázali. Inač iba zbytočný, neužitočný a extrrémne náročný a chúlostivý.
Budúcnosť má iba umelá inteligencia a robotika ktorá všetko zvládne nezrovnateľne lepšie, lacnejšie a rýchlejšie. Ľudia vo vesmíre budú absolútne zbytoční
Nemyslím si. Nepilotovaná kosmonautika přináší mnoho vědeckých poznatků o objektech, které zkoumá, ale nepilotovaná kosmonautika má kromě toho navíc i přínosy pro lidi na Zemi, protože studuje i člověka v extrémním prostředí.
V necem muzete mit pravdu. Ostatne musite milovat film „Surrogates“ s Brucem Willisem. Proc se namahat nekam se chodit bavit, kdyz to muj dalkove ovladany robot zvladne lepe nez ja a me doma na gauci nic nehrozi. I tak ale bude par lidi kteri radeji nez se vbezpeci valet na tom gauci pujdou a budou se bavit osobne, bez prostrednika. Ale chapu i lidi kteri daji prednost te druhe variante.
Ovsem nesouhlasim ze lidske lety jsou zbytecne. Daji Vam z daneho prostredi mnohem vice odpovedi nez automaticke sondy. Namakou mne napada popis mesicniho prachu a jeho interakce s astronauty a jejich skafandry ci jeho „vune“.
A mimochodem, ona „propaganda“ je take velice dulezita. Jestli jste nekdy musel motivovat lidi pak vite ze takova spravna a ucelna „propaganda“ ma neskutecnou silu a moc. A jak to dokaze lidi zmenit jsem videl napriklad v letech 1989-1991 v CR po sametove revoluci, ci v Sydney v letech 1998-2001 kolem Olympijskych her. Nepodcenujte lidskou motivaci 🙂
Naucit se zit na jine planete je existencni otazka, a bez toho ze to nebudeme postupne zkouset a ucit se to nepujde.
Oni podminky na planete Zemi nebudou privetive donekonecna, dokonce se mohou i relativne rychle zmenit. A preziti jinde zajisti spise funknci kolonie nez vrakoviste z vozitek.
Naučit se žít na jiné planetě nebude vůbec snadné. Bez atmosféry. Pokud má marsovská kolonie fungovat jako záloha přežití lidstva, musí být naprosto nezávislá na dodávkách ze země. To si troufám říci nebude ještě stovky let. I po globální katastrofě bude nejspíš Země pořád obyvatelnější místo, než Mars. Na druhou stranu, někdy se začít musí. Neexistující společný motivační impuls pro takový podnik však znamená roztříštěné úsilí a pomalý postup. Nechápu, proč se kouká tak daleko, když nám byl dán perfektní velký Měsíc.
Mars je sice od Země v mnoha ohledech odlišný, ale stále je podobnější než Měsíc.
Urcite hned nezavisly nebude, to nebyly ani ze zacatku kolonie Noveho sveta. Bude to beh na dlouhou trat. Neco v poradi energeticka nezavislost(ta je od zacatku nezbytna), potravinova nezavislost, a postupne vyuzivani mistnich zdroju, v oblasti jejich finalniho zpracovani hodne moznosti pravdepodobne nabidne 3D tisk .
Ja osobne proti Mesici nic nemam :-), je dost mozne ze generace, ktera zazije pristani na Marsu je teprve nekde ve skolce, a my budeme jeste radi za kolonii na Mesici.
Vyhoda „druheho“ domova je i zachovani technologickych znalosti a vyrobni infrastruktury treba v dobe hluboke globalni ekonomicke krize, kdy kosmonautika je v setreni vetsinou hned na rane.
Kdyz bude treba na Mesici/Marsu par desitek lidi, tak se budou muset zachovat vyrobni kapacity pro tezke nosice, pilotovane a zasobovaci lode.
Viz rozpad SSSR, prvni co slo do kytek byla Energia-Buran nebyt Miru, tak mozna obetuji i pilotovany system. A tyhle veci se jen tak reinkarnovat nedaji. Musi se pak skoro vzdy zacit od piky – treba vyvoj SLS, ze kdysi USA umeli stavet Saturn 5 je jim skoro k nicemu. Rusove tez nejsou shcopni obnovit Energii a musi vyvijet Jenisej, nebo to maji spise v planu.
Ne že by ty technologie nebyly zajímavé, ale nejdřív by to chtělo se naučit mnohem základnější věci. Třeba na Marsu spolehlivě přistávat. A to pokud možno přesně na předem vybraném místě.
A hned potom mě napadá nějaký „skoro“ autonomní robot, který zvládne kde co. Od zemních prací přes rozvoz přístrojů až třeba po instalaci a zapojení FV panelů.
Když už autor článku trvdí, že „takové cesty se nedočkáme dříve než ve třicátých letech“, byla by vhodné napsat i to, že SpaceX má jiné plány a pilotovaný let na Mars plánuje provést už ve dvacátých letech.
Je asi jasné, že v tomto případě jde o velmi smělý projekt, který s velkou pravděpodobností potká zdržení. Stejně jako je již téměř jisté, že NASA nestihne návrat lidí na Měsíc v roce 2024. To je kosmonautika. Termíny se posouvají, protože byly dříve nastaveny nereálně.
No vidíte a mě se zdá toto tvrzení extrémně optimistické, pamatuji si vize s termíny přistání člověka na Marsu v roce 2000, 2010, 2020, v podstatě neustálá rovnice současnost + 20 let.
Já bych klidně hodil do placu šedesátá léta,konečně i ta symbolika 100 let k výročí prvního letu člověka do vesmíru nebo přistání Apolla na Měsíci. Mimochodem byla by na to dobrá tipovací anketa 🙂
Hodně záleží na tom jak dopadne projekt Gateway(USA neprožívá zrovna období společenské stability a ekonomické prosperity), hlavně co udělá s člověkem delší pobyt v otevřeném kosmu mimo magnetické pole země.
Ale jinak pro opatrný optimismss mluví fakt, že USA bude mít snad konečně po Saturnu 5 k dispozicí samostatný těžký nosič.
Dalším důvodem k opatrnému optimismu by bylo vítězství Donnyho ve volbách.
Navíc třeba prvním velkým krokem možná nebude přistání , ale menší orbitální komplex u Marsu – Mars Base Camp,vize je více méně založena na technologiích a prostředcích, které jsou už skoro hotové(Orion,SLSL) jak jsem psal ve fóru:
https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/mars-base-camp.html
Přesně. Já osobně to vidím tak, že buď se SpaceX zadaří a na Mars se poletí v letech 2022-2024 anebo v nejhorším případě 2024-2026, vždy v dávno avizované sestavě 2 nákladní Starship a o dva roky později dvě nákladní a dvě pilotované. Anebo se celá koncepce Superheavy/Starship ukáže jako slepá ulička, a potom se na Mars ze západních států nepoletí nikdy. A když píšu nikdy, mám na mysli NIKDY, protože když se člověk podívá na západní civilizace, tak vidí, jak si před sebe staví docela jiné „priority“ a státní organizace se jimi bude muset řídit. V tom případě bude s Marsem nutné spoléhat jedině na Čínu, ale to rozhodně nebude dřív, než po roce 2035.
Nevidel bych to ani tak ruzove ani tak cerne. Nezapomente na Muskovu konstantu. 2022 je vylozene nerealne s tim v jake fazi je soucasny vyvoj starship.
Na druhou stranu ma Musk dobry tah na branu. Da si cil a dosahne ho. Mozna ne tim zpusobem jak puvodne uvazoval, zmeni strategii, ale nakonec se k tomu cili dostane. V tom ho obdivuji a zavidim.
Proto verim ze Musk se na Mars dostane, i kdyz ne 2022. A asi ani 2024. Ale neverim ze by se sveho snu vzdal .
Jen otázka, VASIMR je asi science fiction. Nemáte nějaké optimističtějčí info? Já vím, není to NASA, ale snad to není úplně OT.
Na různých plazmových motorech se už dávno pracuje. Není to žádné sci-fi. Například https://www.kosmonautix.cz/2012/11/levny-plazmovy-motor-pro-kosmickou-dopravu/
To myslíte vážně, r.2012 a startupová firma, která dotala donation 70 tUSD? Noo vlastně i to je relevantní odpověď…