อะไรสามารถป้องกันไม่ให้เราตั้งอาณานิคมบนดาวอังคารได้?

มนุษยชาติใฝ่ฝันมานานที่จะแยกตัวออกจากโลก บินไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น แม้กระทั่งการปักหลักและอาศัยอยู่ที่นั่น หนึ่งในดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้เราที่สุดคือดาวอังคาร แต่เราจะสามารถตั้งรกราก "ดาวเคราะห์แดง" ได้อย่างง่ายดายหรือไม่?

ฤดูใบไม้ร่วงที่แล้ว Elon Musk นักทดลองที่มีชื่อเสียงและอัจฉริยะยุคใหม่ประกาศว่าบริษัทของเขาตั้งใจที่จะส่งภารกิจแรกที่มีมนุษย์ควบคุมไปยังดาวอังคารในปี 2024 และภายในปี 2050 ที่อยู่อาศัยของมนุษย์แห่งแรกในรูปแบบของเมืองแบบพอเพียงควรถูกสร้างขึ้นบนดาวแดง ดาวเคราะห์. มนุษยชาติจะพยายามสร้างอาณานิคมของผู้ตั้งถิ่นฐานซึ่งจะเป็นผู้บุกเบิกในการพิชิตดาวอังคาร กองเรือประมาณหนึ่งพันลำ Starship ควรใช้ในการขนส่งผู้คนและวัสดุสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น

เรียกได้ว่าทุกอย่างดูเรียบง่ายและสมจริงมาก เราขึ้นเรือ ลงจอดบน "ดาวเคราะห์แดง" ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า และเริ่มการพัฒนา เตรียมฐานใหม่สำหรับคนรุ่นอนาคต สำรวจโลก ฯลฯ อย่างไรก็ตาม แผนการที่ทะเยอทะยานในการตั้งรกรากบนดาวอังคารจะไม่ง่ายนัก

ความพยายามดังกล่าวอาจเป็นเรื่องยากและอันตรายมาก และที่นี่เรากำลังพูดถึงไม่เพียงแต่เกี่ยวกับด้านเทคนิคของการบิน การอยู่ในอนาบิโอซิส การลงจอดบนโลก เกี่ยวกับเวลาที่จำเป็นในการสร้างแม้แต่ตัวเรือเอง หรือค่าใช้จ่ายมหาศาลของภารกิจทั้งหมด ประเด็นคือต้องเข้าใจว่าโลกและดาวอังคารมีอะไรที่เหมือนกันมากมาย แต่ในขณะเดียวกันก็มีความแตกต่างกันมากกว่ามาก เหล่านี้เป็นดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงซึ่งแต่ละดวงมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ลองทำความเข้าใจทุกอย่างให้ละเอียดยิ่งขึ้น

อ่าน: พื้นที่บนคอมพิวเตอร์ของคุณ 5 แอพดาราศาสตร์ที่ดีที่สุด

โลกกับดาวอังคารอยู่ไกลกันมาก

ปัญหาพื้นฐานประการแรกที่ควรนำมาพิจารณาเมื่อต้องบินไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น ในกรณีนี้ไปยังดาวอังคารคือการเดินทางเอง ในกรณีของเรากับ Red Planet สิ่งนี้ไม่ง่ายหรือรวดเร็ว ในปัจจุบัน วัตถุที่อยู่ไกลที่สุดที่มนุษย์เหยียบลงไปคือดวงจันทร์บริวารของเรา การสำรวจครั้งนี้ทำให้มนุษยชาติต้องเสียเวลา การทำงาน ต้องใช้โซลูชั่นและเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมาย ต้นทุนทางการเงินมหาศาล และแม้กระทั่งชีวิตมนุษย์ ฉันเข้าใจว่ามนุษยชาติเปลี่ยนไป การก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีที่เราทำในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมานั้นน่าทึ่งมาก แต่แค่นี้พอไหม?

นอกจากนี้ การเดินทางไปดาวอังคารจะยาวนานขึ้นมากในแง่ของเวลาและระยะทาง และจะทำได้ยากหากไม่มีคนเป็นโรคอะนาบิโอซิส ในระหว่างการบินไปยังดวงจันทร์ นักบินอวกาศไม่ได้หลับใหล การเดินทางครั้งนี้สั้นลงและใช้พลังงานน้อยลงมาก นอกจากนี้ ควรคำนึงด้วยว่าดาวเคราะห์สีแดงอยู่ห่างจากโลกประมาณ 56 ถึง 401 ล้านกิโลเมตร และแน่นอนว่าสามารถบินได้ไม่ใช่เป็นเส้นตรงโดยตรงในอวกาศ แต่ไปตามวิถีที่ซับซ้อน ในทางปฏิบัติ เรือที่มุ่งหน้าไปยังดาวอังคารจะตามมันไปในวงโคจรที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ นั่นคือก่อนอื่นคุณต้องเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารแล้วจึงสกัดกั้นหรือตามทัน จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครทำการคำนวณที่แม่นยำ ซึ่งหมายความว่าการเดินทางจะยาวมาก

แน่นอนว่าไม่มีใครคิดว่าจะเดินทางเมื่อดาวอังคารอยู่ห่างจากโลกมากที่สุด แต่ถึงแม้ระยะทางจะสั้นที่สุด แต่ก็ยังเป็นระยะทางที่ใหญ่มาก แน่นอนว่าดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้เราที่สุดดวงหนึ่ง จึงใช้พลังงานต่อหน่วยมวลน้อยกว่าเพื่อไปที่นั่นมากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะยกเว้นดาวศุกร์ เช่นเดียวกัน การเดินทางโดยเริ่มต้นในช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุด (ในหน้าต่างเริ่มต้น) จะยังคงใช้เวลาประมาณเก้าเดือน และนี่ขึ้นอยู่กับการใช้กลวิธีการเปลี่ยนแปลงของ Homan เช่น การเปลี่ยนวงโคจรเป็นวงกลมด้วยการใช้สองเครื่องยนต์ นี่เป็นกลอุบายที่ใช้ในภารกิจไร้คนขับไปยังดาวอังคารในปัจจุบัน

ในทางทฤษฎี เที่ยวบินนี้อาจสั้นลงเหลือ XNUMX หรือ XNUMX เดือน แต่ถ้าเราใช้การเพิ่มขึ้นทีละน้อยในด้านพลังงานและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง การลดเวลาเที่ยวบินไปยังดาวอังคารเพิ่มเติมถูกจำกัดด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบัน ความจริงก็คือมันต้องการพลังงานต่อหน่วยมวลมากกว่าที่เป็นไปได้กับเครื่องยนต์จรวดเคมีที่มีอยู่ในปัจจุบัน อย่างที่คุณเห็น ปัญหาในกระบวนการย้ายไปยังดาวอังคารเริ่มต้นขึ้นแล้วในขณะที่เข้าสู่วงโคจรของโลก และนี่เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของภูเขาน้ำแข็ง เนื่องจากการลงจอดบนดาวอังคารก็ยากเช่นกัน

เช่นเดียวกับกรณีของภารกิจไร้คนขับเนื่องจากบรรยากาศที่หายากมากดังนั้นเสถียรภาพทางอากาศพลศาสตร์ที่ไม่ดีและลักษณะอื่น ๆ ของบรรยากาศของ "ดาวเคราะห์แดง" การแก้ปัญหาโดยใช้ร่มชูชีพหมอนอิงที่ประกอบด้วยถังบอลลูนพองหรือการสนับสนุนในรูปแบบ ของเครื่องยนต์การหลบหลีก ในกรณีของภารกิจที่มีลูกเรือเป็นมนุษย์ พวกเขาไม่เพียงแต่ล้มเหลวเท่านั้น แต่ยังเป็นหายนะได้อีกด้วย ควรจำไว้ว่าร่างกายมนุษย์มีความละเอียดอ่อนและไวต่อการรับน้ำหนักเกินมากกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และกลไกที่ส่งไปยังดาวอังคารจนถึงปัจจุบัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างระบบที่จะชะลอการลงจอดของดาวอังคารอย่างอ่อนโยนมากขึ้น แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพน้อยลงเพราะจะมีคนอยู่บนเรือ ภารกิจที่ซับซ้อน ใช้เวลานาน และมีราคาแพงไปยังดาวอังคารนั้นไม่ใช่การเดินง่าย ๆ แน่นอน มันน่าดึงดูดใจมาก แต่ก็อันตรายอย่างยิ่ง

246. นี่คือตัวอย่างความแตกต่างของระยะห่างขั้นต่ำและขนาดที่เห็นได้ชัดของดาวอังคารจากโลกในปี 2016 กับ 2018 #ดาวอังคารเดย์17 pictwitter.com/g0sTPBh46Z

— ดร. ทันย่า แฮร์ริสัน (@tanyaofmars) กรกฎาคม 21, 2017

สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันจะเกิดขึ้นหากมนุษย์จำเป็นต้องกลับจากดาวอังคารด้วยเหตุผลบางประการ เป็นที่ชัดเจนว่าจะต้องทำภารกิจแรกบนดาวเคราะห์ดวงนี้ให้สำเร็จ ไม่มีใครจะบินไปยังดาวดวงอื่นในทันทีด้วยความคิดที่จะอาศัยอยู่ที่นั่นอย่างถาวร แม้ว่าจะมีข้อเสนอดังกล่าว แต่เนื่องจากผู้ริเริ่ม Marsiad ยังไม่เห็นด้วยกับสิ่งที่ควรมีลักษณะและวิธีการที่กระบวนการของการล่าอาณานิคมของดาวอังคารจะเกิดขึ้น ตัวเลือกนี้น่าจะเป็นไปได้

การกลับมาจาก Red Planet จะใช้เวลาอย่างน้อยตราบเท่าที่จะบินไปที่นั่น อย่างไรก็ตาม หากสามารถกลับจากดวงจันทร์ได้ทุกเมื่อ การอยู่บนดาวอังคารน่าจะคงอยู่นานหลายปี เหตุผลก็คือโคจรรอบดวงอาทิตย์ กลับค่อนข้างเร็ว กล่าวคือ ใช้เวลาเดินทางอย่างน้อย 24 เดือนอีกครั้ง และใช้วิธีการที่ทันสมัย ​​ประมาณ 39 เดือน ต้องรอจนกว่าหน้าต่างโอนจะเปิดขึ้นอีกครั้ง กล่าวคือ ระยะทางถึงโลกจะเป็น เล็กที่สุด น่าเสียดายที่คุณจะต้องรอสักครู่เพราะวันของดาวอังคารนั่นคือโซลนั้นอยู่ได้เกือบเท่ากับวันบนโลกคือ 35,24 ชั่วโมง 668 นาที 687 วินาที แต่ปีดาวอังคารนั่นคือ เวลาที่ดาวอังคารโคจรรอบดวงอาทิตย์ มีอยู่แล้ว 1,88 โซล หรือ XNUMX วันโลก ซึ่งเท่ากับ XNUMX ปีโลก

อ่าน: ห้าวิธีที่ปัญญาประดิษฐ์สามารถช่วยเราได้ในการสำรวจอวกาศ

ดาวอังคารมีความคล้ายคลึงแต่ต่างจากโลก

เมื่อมองแวบแรก ดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกับโลกมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเรากำลังเคลื่อนที่ในด้านประเด็นทั่วไป กล่าวได้อย่างปลอดภัยว่าในระบบสุริยะเป็นสถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับชีวิตหลังดวงจันทร์ (และอาจจะเป็นวีนัส น่าเสียดาย สิ่งที่ดีที่สุดไม่ได้หมายความว่าสมบูรณ์แบบ เพราะดาวอังคารแม้จะคล้ายกับโลกในระดับจักรวาล แต่ก็เป็นดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันมาก ความคล้ายคลึงกันระหว่างดาวเคราะห์ทั้งสองมีอยู่ในลักษณะทั่วไปเท่านั้น ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว วันของดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกับโลกมาก ซึ่งหมายความว่าบุคคลที่อาศัยอยู่บนดาวอังคารจะไม่ต้องเปลี่ยนจังหวะการมีชีวิตของตนอย่างมีนัยสำคัญ (ความแตกต่างเพียง 40 นาที) ดาวอังคารมีความเอียง 25,19 องศา ในขณะที่ความเอียงของโลกอยู่ที่ 23,44 องศา ส่งผลให้มีฤดูกาลเกือบเท่าโลกของเรา อย่างไรก็ตาม ยาวเกือบสองเท่า (เฉลี่ย 1,88 เท่า เนื่องจากปีดาวอังคารยาวกว่า)

ความคล้ายคลึงกันระหว่างโลกและดาวอังคารยังขยายไปถึงการปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศและน้ำตามที่ได้รับการยืนยันจากการสังเกตการณ์โดย Mars Exploration Rover ของ NASA และ Mars Express ของ ESA อย่างไรก็ตาม มันจบลงที่นั่นเพราะชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์แดงประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ (95,32%) ในขณะที่ชั้นบรรยากาศของโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจน (78,084%) และออกซิเจน (20,946%) เห็นได้ชัดว่าในบรรยากาศเช่นนี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะหายใจโดยไม่ได้รับออกซิเจนที่เราต้องการตลอดชีวิต เราต้องการอุปกรณ์พิเศษไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบของเครื่องช่วยหายใจส่วนบุคคล เช่น ชุดอวกาศ หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่ผลิตออกซิเจน

ที่นี่เราสามารถไปยังโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับชีวิตบนดาวอังคารได้โดยตรง เพราะเรากำลังพูดถึงชีวิตบนดาวอังคาร นั่นคือ บนพื้นผิวหรือใต้มัน และไม่เกี่ยวกับชีวิตในวงโคจร เพราะนั่นเป็นเรื่องราวที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารต้องใช้โครงสร้างที่เอื้ออาศัยได้ มีเพียงบนโลกเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ (แม้ว่าจะค่อนข้างไม่สะดวกตามมาตรฐานสมัยใหม่) โดยปราศจากที่พักพิง แต่ในสภาพของดาวอังคาร คุณต้องมีอาคารบางประเภทอย่างแน่นอน ปัญหาการจัดหาออกซิเจนให้กับอาคารเหล่านี้เกิดขึ้นอีกครั้ง บ้านจะต้องทำงานกับอุปกรณ์ที่ทำให้พวกเขา เพราะไม่มีใครที่อาศัยอยู่บนดาวอังคารจะอยากใช้ชีวิตที่เหลืออยู่ในชุดอวกาศหรือชุดพิเศษอื่นๆ พวกเขาไม่สะดวกสบายเสมอไปและเหมาะสำหรับการเคลื่อนย้ายแม้บนพื้นผิวเรียบ

การก่อสร้างของดาวอังคารจะต้องก้าวหน้ากว่าสิ่งที่เราใช้บนโลกในปัจจุบันมาก นอกจากนี้เราจะต้องกังวลเกี่ยวกับอิทธิพลของบรรยากาศซึ่งประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ ผลกระทบของ CO2 ต่อวัสดุที่จะใช้ในการก่อสร้างยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างดีเช่นกัน อาคารดังกล่าวจะมีพฤติกรรมอย่างไรในสภาพอากาศที่แตกต่างกันบนดาวอังคาร?

โครงสร้างของอาคารบนดาวอังคารไม่เพียงแต่ต้องกันอากาศอย่างที่เราได้กล่าวไปแล้ว เนื่องจากองค์ประกอบต่างๆ ของชั้นบรรยากาศภายในและภายนอก แต่ยังต้องทนต่อความแตกต่างของความดันเนื่องจากบรรยากาศที่หายากมากของดาวเคราะห์ดวงนี้ ฉนวนกันความร้อนที่ดีมากก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน ตามมาตรฐานของเรา ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่เย็นมาก สถิติโลกสำหรับอุณหภูมิต่ำ เช่น -89,2 องศาเซลเซียส ซึ่งพบได้ในแอนตาร์กติกา เหมือนกับชีวิตประจำวันบน "ดาวเคราะห์แดง" ดังนั้น ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุด อากาศจะอุ่นขึ้นถึง 20 °C ในเวลากลางวันในฤดูร้อน แต่อุณหภูมิอาจสูงถึง -125 °C ในคืนฤดูหนาว และ -170 °C ที่ขั้วโลก นั่นคือ อุณหภูมิที่ต่ำเป็นประวัติการณ์บนโลกสำหรับดาวอังคารนั้นเกือบจะร้อนแล้ว พายุก็เกิดขึ้นบ่อยเช่นกัน

นั่นคือบรรยากาศของดาวอังคารมีความประหลาดใจ แต่ก็ไม่ใช่ทั้งหมด แรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์สีแดงเป็นเพียงหนึ่งในสามของแรงโน้มถ่วงของโลก ดังนั้น ตัวอย่างเช่น คนที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมบนดาวอังคารจะมีน้ำหนักประมาณ 26 กิโลกรัม (ใกล้กับเสามากถึง 40 กิโลกรัม) นี่อาจเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่สำหรับเธอ เช่น ระหว่างทำกิจกรรมประจำวัน แต่เหตุการณ์ดังกล่าวมีสองด้าน ใช่ เราสามารถพูดได้ว่ามีคนอยู่ที่นั่น ตัวอย่างเช่น แข็งแกร่งกว่าบนโลกมาก เธอสามารถยกสิ่งของที่เธอไม่สามารถขยับได้บนโลกของเราได้อย่างง่ายดาย น่าเสียดายที่ผลกระทบระยะยาวของแรงโน้มถ่วงต่ำต่อร่างกายมนุษย์ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแรงโน้มถ่วงที่ลดลงทำให้เกิดการสูญเสียความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูก กล้ามเนื้อเสื่อม มวลกล้ามเนื้อลดลง การมองเห็นบกพร่อง และหลอดเลือดหัวใจลีบ มีอะไรคุกคามเราอีกเราอาจจะรู้ทันเวลา สิ่งเหล่านี้จะเป็นการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกหรือไม่? ร่างกายมนุษย์สามารถทนต่อเหตุการณ์เช่นนี้ได้หรือไม่? มีคำถามมากกว่าคำตอบ อย่างน้อยก็ในตอนนี้

ตัวอย่างเช่น ก่อนที่อาณานิคมจะสืบพันธุ์ได้ เราต้องแน่ใจว่าตัวอ่อนของมนุษย์สามารถพัฒนาเป็นผู้ใหญ่ที่แข็งแรงภายใต้แรงโน้มถ่วงของดาวอังคารและมีการป้องกันรังสีที่เพียงพอ บางทีเผ่าพันธุ์มนุษย์บนดาวอังคารอาจจะต้องกลายพันธุ์ ปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าสายพันธุ์ดังกล่าวสามารถอยู่รอดได้ที่นั่นหรือไม่ เนื่องจากเรากำลังพูดถึงการล่าอาณานิคม เรื่องนี้ต้องนำมาพิจารณาด้วย นี่เป็นปัญหาที่ซับซ้อนและขัดแย้งกันมากขึ้น เมื่อกลับมายังอาคารของดาวอังคาร แรงโน้มถ่วงต่ำจะบังคับ อย่างน้อยก็ในบางส่วน ต้องใช้โซนที่สร้างระดับความโน้มถ่วงที่ใกล้เคียงกับโลก แม้ว่าในขณะนี้จะเป็นเรื่องยากที่จะบอกว่าจะเป็นเช่นเครื่องหมุนเหวี่ยงบางประเภทหรือโซลูชันที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

อ่าน: Crew Dragon ไม่ใช่คนเดียว: เรือลำใดจะเข้าสู่อวกาศในปีต่อ ๆ ไป

ดาวอังคารจะไม่ปกป้องเราจากสิ่งใด

ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารยังมีแง่มุมที่สองที่อันตรายยิ่งกว่าเดิม เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ จึงไม่สามารถป้องกันรังสีคอสมิกหรือลมสุริยะได้ บนโลก แมกนีโตสเฟียร์ยังปกป้องเราจากลมสุริยะ และดาวอังคารมีชั้นแมกนีโตสเฟียร์ที่อ่อนแอกว่าดาวเคราะห์ของเรามาก ดังนั้นปัญหาจึงทวีคูณ และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด

เนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กแรงเพียงพอ เมื่อรวมกับชั้นบรรยากาศบาง ๆ ที่กล่าวถึงแล้ว ปัญหาระดับโลกจึงเกิดขึ้น - รังสีไอออไนซ์จะไปถึงพื้นผิวดาวอังคารมากกว่าบนโลก เฉพาะในวงโคจรของดาวอังคารตามการคำนวณของยานสำรวจ Mars Odyssey โดยใช้เครื่องมือ MARIE ระดับของรังสีที่เป็นอันตรายนั้นสูงกว่าสถานีอวกาศ ISS ประมาณ 2,5 เท่าซึ่งโคจรรอบโลก ซึ่งหมายความว่าภายใต้อิทธิพลของรังสีนี้ (ในวงโคจรเท่านั้น) บุคคลในเวลาเพียงสามปีจะพบกับแนวทางที่อันตรายต่อขีดจำกัดความปลอดภัยที่ได้รับอนุมัติจาก NASA และนี่ก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำ จนถึงขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการจัดการกับมันและวิธีการใช้งาน

การระเบิดของโปรตอนที่เกิดจากพายุสุริยะ ซึ่งเรียกว่าเปลวสุริยะและการปล่อยมวลโคโรนาล อาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งไม่เพียงแต่ในวงโคจรของดาวอังคารเท่านั้น แต่สำหรับอาณานิคมเองที่จะอาศัยอยู่บนพื้นผิวโดยตรง ในระหว่างที่ลมคอสมิกมีลมกระโชกแรง การเปิดรับแสงอาจถึงแก่ชีวิตได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง

"ต่างจากโลก ดาวอังคารไม่มีไดนาโมภายในที่จะสร้างสนามแม่เหล็กหลักของโลก อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็ก เพียงว่ามันกว้างขวางน้อยกว่าโลก” pictwitter.com/GSL5CUb8Xw

— Planet Mars – ความหวังสุดท้ายของมนุษยศาสตร์ (@Mars_LastHope) March 30, 2018

ดังนั้น โครงสร้างทั้งหมดที่เราจะใช้บนดาวอังคารไม่เพียงแต่จะต้องเป็นแบบสุญญากาศ ทนต่อแรงดันตกคร่อม ติดตั้งอุปกรณ์สร้างออกซิเจนและปั๊มเพื่อรักษาแรงดันภายในให้เพียงพอ แต่ยังต้องปกป้องผู้คนที่อาศัยอยู่ที่นั่นอย่างมีประสิทธิภาพด้วย จากลมสุริยะและรังสีไอออไนซ์ กล่าวคือ สิ่งเหล่านี้ควรเป็นสภาพแวดล้อมขนาดเล็กแบบปิดที่มีเอกลักษณ์อย่างแท้จริง ซึ่งรักษาสภาพที่จำเป็นสำหรับชีวิตมนุษย์ไว้ นอกจากนี้ควรวางอย่างถูกต้อง นั่นคือเหตุผลที่จำเป็นต้องทำแผนที่พื้นผิวของดาวอังคาร ที่พักพิงตามธรรมชาติ อุณหภูมิ สภาพอากาศ และแสงแดดอย่างรอบคอบล่วงหน้า

นักออกแบบและวิศวกรต้องเผชิญกับความท้าทายและปัญหามากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่นั้นมา อย่างน้อย โครงสร้างแรกของดาวอังคารควรจะสร้างขึ้นบนโลกแล้วส่งไปยังดาวเคราะห์แดงเท่านั้น แม่นยำยิ่งขึ้นควรขนส่งชิ้นส่วนสำเร็จรูปของโครงสร้างที่พักพิงห้องปฏิบัติการ ฯลฯ ไปยังดาวอังคาร การขนส่งดังกล่าวทำให้เกิดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับตัวอาคารมากนัก แต่ส่วนใหญ่มาจากการขนส่งไปยังดาวดวงอื่น นั่นคือ เราต้องแก้ปัญหาด้านการเงินของปัญหาใหญ่นี้ด้วย

อีกประเด็นหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับชั้นบรรยากาศ แมกนีโตสเฟียร์ และสนามแม่เหล็กของดาวอังคาร หรือที่จริงแล้วไม่มีอยู่จริง คือ การปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นสำหรับภารกิจของดาวอังคาร ซึ่งน้อยกว่ามากสำหรับการตั้งอาณานิคม หรืออย่างน้อยก็พยายามที่จะอาศัยอยู่บนโลกใบนี้ ภารกิจก่อนหน้านี้ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนน้อยกว่าที่เรามีอยู่ในปัจจุบัน

ระบบที่ทำงานในโพรบอยู่ในระดับเทคโนโลยีของทศวรรษ 1990 แต่ไม่ใช่เพราะการทำงานในภารกิจเดียวใช้เวลานานหลายปีและการออกแบบอุปกรณ์ก็มีอายุมากในช่วงเวลานี้ แต่เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทนี้สามารถทนต่อสภาวะของดาวอังคาร (โดยเฉพาะระดับการแผ่รังสี) ได้ดีกว่าที่ทันสมัยและก้าวหน้ากว่ามาก แต่ยังมีเทคโนโลยีที่ละเอียดอ่อนกว่ามาก พวกเขายังได้รับการทดสอบและปรับแต่งที่ดีกว่ามาก ดังนั้นจึงสามารถรับประกันระดับความน่าเชื่อถือที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติภารกิจ แต่สำหรับลูกเรือ อุปกรณ์จาก 20 หรือ 30 ปีที่แล้วอาจไม่สะดวกสบายพอสำหรับงานพื้นฐาน นอกจากนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวจะต้องมีกำลังประมวลผลน้อยเกินไปสำหรับการสำรวจโลกอย่างแน่นอน ไม่ควรลืมว่าชีวิตบนดาวอังคารไม่ได้จำกัดอยู่แค่การอาศัยอยู่ที่นั่นเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องทำการวิจัย การทดลองทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอีกด้วย

เพิ่มเติมถึงแม้จะไม่ได้ศึกษาอย่างเต็มที่ แต่ภัยคุกคามก็แสดงโดยพื้นผิวของดาวอังคารด้วย เรากำลังพูดถึงฝุ่นดาวอังคาร ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมาก แหลมคม และหยาบ ควบคู่ไปกับไฟฟ้าสถิตซึ่งทำให้ติดเกือบทุกอย่างมีปัญหาอื่น ฝุ่นบนดาวอังคารอาจเป็นปัญหาได้จริง ตัวอย่างเช่น สำหรับการเชื่อมต่อในชุดสูท ฝุ่นจากดวงจันทร์ซึ่งไม่คมเท่าฝุ่นดาวอังคาร ทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงสำหรับภารกิจทางจันทรคติของอพอลโล ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้ทำให้เกิดการอ่านค่าเครื่องมือผิดพลาด การอุดตันของเครื่องมือ ปัญหาในการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องมือบางอย่าง และซีลที่เสียหาย บางครั้งอุปกรณ์ก็ล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ บนพื้นผิวของดวงจันทร์มีเศษโลหะจำนวนมากจากอุปกรณ์ที่เสียหายดังกล่าว พวกเขาถูกทิ้งไว้บนพื้นผิวของดาวเทียมเพราะไม่สามารถซ่อมแซมสิ่งเหล่านี้ได้อีกต่อไป

กลับไปที่พื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดง พายุทรายที่มีอยู่บนโลกใบนี้ยังสามารถกลายเป็นปัญหาสำหรับการช่วยชีวิตของชาวอาณานิคมบนดาวอังคารด้วย แม้ว่าจะหายาก แต่ก็สามารถครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของดาวอังคารได้ ซึ่งไม่เพียงแต่จะบังแสงแดด เช่น การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับแหล่งจ่ายไฟ แต่ยังทำให้เกิดความยุ่งยากในการสื่อสารอีกด้วย

สัญญาณที่ส่งจากดาวอังคารมายังโลกจะใช้เวลาประมาณ 3,5 นาทีในการเข้าถึง ดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามที่ถามในสภาวะที่เหมาะสมที่สุดจะได้รับภายใน 7 นาที และเฉพาะเมื่อดาวเคราะห์อยู่ใกล้กันที่สุดเท่านั้น เมื่ออยู่ห่างจากกันสูงสุด ขั้นตอนจะใช้เวลานานกว่าแปดเท่า มันจะยิ่งแย่ลงไปอีกเมื่อดาวเคราะห์อยู่ฝั่งตรงข้ามของดวงอาทิตย์ จากนั้นการสื่อสารจะเป็นไปไม่ได้เลย พายุฝุ่นอาจเป็นภัยคุกคามโดยตรงต่อเครื่องจักร เช่น การพ่นทรายบนดาวอังคารมีอันตรายมากกว่าลมแรงหรือพายุเฮอริเคนบนโลก

อ่าน: ยูเครนกำลังเตรียมการเปิดตัวและการโคจรของยานอวกาศ Sich-2-1

ชีวิตบนดาวอังคารไม่ได้เกี่ยวกับอาคารเท่านั้น

ถ้าเราได้เริ่มพูดถึงอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานบนดาวอังคารแล้ว คำถามก็เกิดขึ้น: "จะเกิดอะไรขึ้นถ้าอุปกรณ์ดังกล่าวพัง" ที่นี่เราเข้าสู่พื้นที่ของโลจิสติกส์และอุปทานที่เข้าใจในวงกว้างอีกครั้ง เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบนดาวอังคาร คุณจะต้องพกอะไหล่สำหรับทุกอย่างที่จะส่งไปยังดาวอังคาร และจะมีอุปกรณ์ค่อนข้างมาก

และยังต้องเตรียมเสบียงอาหารให้เพียงพอ แม้ในช่วงเวลาที่สั้นที่สุดของภารกิจ นั่นคือประมาณ 2 ปี แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนำเสบียงอาหารและน้ำจากโลกมาเป็นระยะเวลานานเช่นนี้ ซึ่งหมายความว่าค่าใช้จ่ายในการเดินทางดังกล่าวเพิ่มขึ้นอย่างมาก ก็เพียงพอแล้วที่จะคำนวณว่าเราแต่ละคนบริโภคอาหารไปเท่าใดในหนึ่งวัน คูณด้วย 2 ปี และ... บวกกับเวลาเดินทาง คือ อีกหนึ่งปีครึ่งเพราะผู้เข้าร่วมต้องกินและดื่มอะไรในระหว่างนั้นด้วย เที่ยวบิน.

สุดท้ายนี้ต้องคูณด้วยจำนวนลูกเรืออีกครั้ง ในทางปฏิบัติ ภารกิจบนดาวอังคารไม่สามารถทำได้โดยลำพังด้วยเหตุผลง่ายๆ ว่ามีภารกิจที่ต้องใช้ความรู้หรือทักษะพิเศษ คนคนเดียวไม่สามารถเป็นผู้เชี่ยวชาญในทุกสิ่งได้ เป็นไปไม่ได้ที่จะเป็นนักบินที่มีคุณสมบัติสูง นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นักโหราศาสตร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านการก่อสร้าง ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน คนคนหนึ่งไม่สามารถบรรลุภารกิจดังกล่าวได้ด้วยเหตุผลทางจิตวิทยา 3,5 ปีโดยลำพังในอวกาศและบนดาวต่างประเทศจะส่งผลร้ายแรงต่อจิตใจของคนที่ยืดหยุ่นที่สุด ดังนั้นเสบียงที่เพียงพอต่อความสำเร็จของภารกิจบนดาวอังคาร แม้จะสั้นที่สุด ก็ไม่สามารถนำมาจากโลกได้

หากไม่สามารถบรรจุอาหารและน้ำลงในเรือที่เราจะบินไปยังดาวอังคารได้ (และสิ่งนี้เพียงอย่างเดียวที่ทำให้เรามีปัญหาในขณะนี้ แม้ว่าโครงการ "Starship" ซึ่งดำเนินการโดย SpaceX ทำให้เกิดความหวังบางอย่างสำหรับการแก้ปัญหา) จากนั้นทั้งหมดนี้จะต้องถูกผลิตขึ้นในท้องถิ่นโดยผู้ล่าอาณานิคม น่าแปลกที่องค์ประกอบของบรรยากาศบนดาวอังคารสามารถช่วยในเรื่องนี้ได้ แม้ว่านี่จะเป็นเพียงการคาดเดา แต่ก็สามารถใช้ได้ อย่างที่ฉันเขียนไว้ข้างต้น บรรยากาศของดาวอังคารประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ และความดันบางส่วนบนพื้นผิวโลก ซึ่งก็คือที่ที่พืชเติบโตนั้นมากกว่าบนโลกถึง 52 เท่า ซึ่งให้ความจริง หวังว่าจะประสบความสำเร็จในการเพาะปลูก

สถานการณ์เดียวกันกับน้ำ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ามีอยู่บนดาวอังคาร แต่จนถึงขณะนี้ตรวจพบเพียงการมีอยู่ของมันเท่านั้น ในทางปฏิบัติ ผู้เข้าร่วมภารกิจบนดาวอังคารอาจไม่สามารถเข้าถึงน้ำได้เพราะถูกขังอยู่ในหิน ใช่ ความรู้และวิธีแก้ปัญหาที่ทันสมัยทำให้สามารถฟื้นฟูน้ำได้ แต่อาจไม่เพียงพอสำหรับการอยู่บนดาวอังคาร ใช่ ต้องระลึกไว้เสมอว่าน้ำจะต้องอยู่ในวัฏจักรปิดคงที่ซึ่งครอบคลุมทุกด้านของชีวิตบนดาวอังคาร เช่นเดียวกับที่ไม่มีใครมีสิทธิที่จะใช้มันอย่างไร้เหตุผลเพราะมันจะคุกคามกระบวนการเอาชีวิตรอดของผู้ล่าอาณานิคม ดังนั้น การแก้ปัญหาระยะยาวเพียงอย่างเดียวคือวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรับน้ำที่มีอยู่แล้วบนดาวอังคาร และการปรับตัวที่เหมาะสมกับความต้องการของชาวอาณานิคมและการบำรุงรักษาอุปกรณ์

คำถามที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อเป็นเชื้อเพลิง หากเราต้องการเดินทางระหว่างโลกกับดาวอังคารอย่างต่อเนื่อง เราต้องเรียนรู้เพื่อให้ได้เชื้อเพลิงที่จำเป็นในทันที สิ่งนี้จะช่วยประหยัดเงินในภารกิจและเพิ่มโอกาสในการกลับสู่โลกหากจำเป็น ใช่ คุณต้องเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ดาวอังคารอย่างใดในระหว่างการพัฒนาของดาวเคราะห์และอาศัยอยู่บนนั้น การขนส่งเชื้อเพลิงจากโลกเป็นเรื่องที่น่ายินดี เป็นการเพิ่มต้นทุนของภารกิจทั้งหมดอีกครั้ง เนื่องจากต้องใช้เชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า อย่างไรก็ตาม บริษัท SpaceX มีแนวคิดในการแก้ปัญหานี้อยู่แล้วและในขณะเดียวกันก็ป้องกันรังสีคอสมิกด้วย นักวิทยาศาสตร์ของบริษัทเชื่อว่าไฮโดรเจนเหลวสามารถให้การปกป้องที่ดีเยี่ยม นอกจากนี้ ร่วมกับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ยังสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในการส่งคืนจากดาวเคราะห์แดงได้อีกด้วย

ควรใช้ความสามารถเดียวกันนี้สำหรับการผลิตและการจัดเก็บไฟฟ้าซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของแม้แต่อาณานิคมของดาวอังคารที่ง่ายที่สุดเพราะจะเป็นไปไม่ได้ที่จะมุ่งเน้นไปที่แหล่งเดียวเช่นพลังงานแสงอาทิตย์ตั้งแต่แรก ทั้งหมดบนดาวอังคารมีพลังงานจากดวงอาทิตย์น้อยกว่ามาก ดังนั้น เซลล์แสงอาทิตย์บนโลกจึงมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักประมาณ 40 วัตต์/กก. ในขณะที่มีประมาณครึ่งหนึ่ง มีเพียงประมาณ 17 วัตต์/กก. ประการที่สอง การคืนสินค้าอาจใช้เวลานาน เช่น เนื่องจากพายุทรายที่กล่าวถึงแล้ว บนดาวอังคาร จำเป็นต้องใช้เครื่องกำเนิดความร้อนด้วยความร้อนจากไอโซโทปรังสี ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานความร้อนใต้พิภพของโลก และพลังงานลมขนานกัน ความจริงก็คือในช่วงพายุทราย ความเร็วลมจะเพิ่มขึ้นที่นั่นประมาณ 30 เมตร/วินาที

อันที่จริง รายการคำถาม ข้อสงสัย และอุปสรรคที่เกี่ยวข้องกับชีวิตบนดาวอังคารนั้น ถือได้ว่ามีมาช้านาน การค้นพบใหม่ๆ เกี่ยวกับดาวอังคารแต่ละครั้งมีมากกว่าคำตอบ ในเนื้อหานี้ เราอาจแตะเพียงส่วนปลายของภูเขาน้ำแข็งเท่านั้น ข่าวดีก็คือนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกไม่ได้ทำงานเพียงเพื่อตอบคำถามเหล่านี้เท่านั้น แต่ยังเพื่อแก้ปัญหาที่เฉพาะเจาะจงอีกด้วย เป็นกรณีนี้ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของการได้รับน้ำหรือการปลูกพืชบนดาวอังคาร นอกจากนี้ ผู้ตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคารกลุ่มแรกจะถูกลงโทษด้วยอาหารมังสวิรัติ เนื่องจากเราไม่นำสัตว์ใดๆ ติดตัวไปด้วย แม้ว่าจะเป็นไปได้ว่าเรื่องอาหารจะถูกตัดสินโดยอาศัยประสบการณ์ของนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติ การให้อาหารทางสายยางสามารถแก้ปัญหานี้ได้ชั่วขณะหนึ่ง

Terraforming Mars อาจเป็นคำตอบสำหรับคำถามบางข้อ แต่ในขณะนี้ก็ยังเป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์เกือบจะเห็นด้วยอย่างเป็นเอกฉันท์ว่ากระบวนการนี้ต้องเริ่มต้นด้วยการเพิ่มอุณหภูมิของดาวเคราะห์เพื่อให้ได้ความดันบรรยากาศและน้ำของเหลวที่สูงขึ้น ก๊าซเรือนกระจกที่ติดอยู่ในแผ่นน้ำแข็งที่ขั้วโลกของดาวอังคารอาจช่วยได้ แต่การฝึกปฏิบัติในการปรับสภาพภูมิประเทศนั้นไม่ได้มีการวางแผนอย่างรอบคอบ และยังคงมีหนทางอีกยาวไกลในการก้าวจากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติ

แม้แต่ SpaceX ที่ขึ้นชื่อเรื่องแนวคิดสุดขั้วที่มีข้อสงสัยอย่างจริงจังในแวดวงวิทยาศาสตร์บางวงการ ก็เรียกการสร้างพื้นผิวว่าเป็นเทคโนโลยีนิยายวิทยาศาสตร์ แต่คุณสามารถลอง บางที ในการที่จะสร้างภูมิประเทศบนดาวอังคาร ไม่จำเป็นต้องทำภารกิจแบบมีคนขับก่อน แต่ให้แทนที่ด้วย ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์อัตโนมัติที่จะทำเพื่อเรา ผู้คนจะสามารถไปยังดาวเคราะห์ที่เตรียมไว้สำหรับการมาถึงของพวกเขาได้ อย่างไรก็ตาม อย่างน้อยก็ในขณะนี้ เป็นเพียงการเก็งกำไรที่คลุมเครือ แม้ว่าจะไม่ต้องสงสัยเลยว่าแนวคิดดังกล่าวได้งอกเงยขึ้นในจิตใจของผู้คนจำนวนหนึ่งเป็นอย่างน้อย

ที่น่าสนใจเช่นกัน:

• นักดาราศาสตร์ได้ระบุวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ
• นักวิทยาศาสตร์รับรองว่ามิติที่ XNUMX ของจักรวาลมีอยู่จริง
• นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสถานที่ที่ดีกว่าสำหรับการลงจอดผู้คนบนดาวอังคาร

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แนวคิดเรื่องการบินและการล่าอาณานิคมที่ตามมาของดาวอังคารได้พิชิตหัวใจและความคิดของนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักวิจัยหลายคนแล้ว งานกำลังดำเนินไปอย่างเต็มกำลัง การทดลองกำลังดำเนินอยู่ กำลังพัฒนาแผน และการสำรวจพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดงยังคงดำเนินต่อไป การค้นพบใหม่เกิดขึ้นทุกวัน ใครจะไปรู้ บางทีสิ่งที่ดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ตอนนี้จะกลายเป็นจริงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า และเที่ยวบินสู่ดาวอังคารเองจะเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป คุณเพียงแค่ต้องเชื่อและอย่าหยุดฝัน ทดลอง และก้าวไปสู่เป้าหมาย