Sciencemag.cz
Doporučujeme
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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/
autor: Dušan Majer
Převzato z Kosmonautix.cz, upraveno
