인류는 귀환 여정이 시작되기 전에 많은 장애물을 극복해야 합니다 화성. 두 명의 주요 선수가 있습니다 NASA і 스페이스 엑스, 국제 우주 정거장에 대한 임무에서 긴밀하게 협력하지만 화성에 유인 임무가 어떻게 생겼는지에 대해 경쟁적인 아이디어를 가지고 있습니다.
크기가 중요합니다.
가장 큰 문제(또는 한계)는 여행에 필요한 탑재량(우주선, 사람, 연료, 보급품 등)의 질량입니다. 탑재체의 질량은 일반적으로 발사체의 총 질량의 작은 비율에 불과합니다. 예를 들어, 아폴로 11호를 달에 발사한 새턴 V 로켓의 무게는 3000톤이었습니다. 그러나 지구 저궤도에는 140톤(초기 발사 질량의 5%)만, 달에는 50톤(초기 발사 질량의 2% 미만)만 발사할 수 있다.
질량은 화성에서 우주선의 크기와 우주에서의 능력을 제한합니다. 각 기동에는 로켓 엔진을 발사하는 데 필요한 연료가 필요하며 이 연료는 이제 우주선을 통해 우주로 배달되어야 합니다.
유인 우주선에 대한 SpaceX의 계획은 별도로 발사된 연료 트럭으로 우주에서 연료를 보급하는 것입니다. 이것은 한 번의 발사보다 훨씬 더 많은 연료를 궤도에 넣을 수 있음을 의미합니다.
시간이 중요하다
연료와 밀접하게 관련된 또 다른 문제는 시간입니다. 무인 우주선을 외부 행성으로 보내는 임무는 종종 태양 주위의 복잡한 궤도를 따릅니다. 그들은 소위 중력 기동을 사용하여 다른 행성 주위를 효율적으로 비행하고 목표에 도달하기에 충분한 추진력을 얻습니다.
이렇게 하면 연료가 많이 절약되지만 이러한 임무를 완료하는 데 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 이것은 용납할 수 없음이 분명합니다. 지구와 화성 모두 (거의) 원형 궤도를 가지고 있으며, 호만 전이, 두 행성 사이를 여행하는 가장 경제적인 방법입니다. 사실, 우리가 세부 사항으로 들어가지 않는다면 우주선은 한 행성에서 다른 행성으로 전환하는 타원 궤도를 따라 단일 비행을 합니다.
지구와 화성 사이의 호만 통과는 약 259일(개월에서 개월)이 소요되며 지구와 화성의 태양 주위의 궤도 차이로 인해 약 년마다 가능합니다. 우주선은 더 짧은 시간에 화성에 도달할 수 있지만(SpaceX에서는 개월이라고 밝혔습니다), 예상대로 더 많은 연료가 필요합니다.
안전한 착륙
우리 우주선과 승무원이 화성에 도착한다고 가정해 봅시다. 다음 작업은 착륙입니다. 지구 대기권에 진입하는 우주선은 대기와의 상호 작용에 의해 생성된 항력을 사용하여 속도를 늦출 수 있습니다. 이렇게 하면 장치가 지구 표면에 안전하게 착륙할 수 있습니다(적절한 가열을 견딜 수 있는 경우). 그러나 화성의 대기는 지구보다 약 100배 얇습니다. 이는 항력의 가능성이 줄어들어 도움 없이는 안전하게 착륙할 수 없음을 의미합니다.
일부 임무는 에어백에 착륙한 반면(NASA의 Pathfinder 임무와 같은) 다른 임무는 추진기를 사용했습니다(NASA의 Phoenix 임무). 후자는 다시 더 많은 연료를 필요로 합니다.
화성에 생명체
화성의 하루는 24시간 37분이지만 지구와의 유사점은 거기서 끝입니다. 화성의 얇은 대기는 지구만큼 열을 유지할 수 없다는 것을 의미하므로 화성의 생명체는 큰 낮/밤 온도 변화가 특징입니다. 화성의 최고기온은 30℃로 꽤 괜찮은 것 같지만 최저기온은 -140℃, 평균기온은 -63℃이다. 지구 남극의 겨울 평균 기온은 약 -49℃입니다. 따라서 우리는 화성에서 살 곳과 밤의 온도를 어떻게 할 것인지 선택하는 데 매우 신중해야 합니다.
화성의 중력은 지구 중력의 38%(그래서 몸이 가벼워짐)이지만 공기는 대부분 탄소(CO₂)이고 몇 퍼센트는 질소이기 때문에 완전히 숨을 쉴 수 없습니다. 우리는 그곳에 살기 위해 기후가 조절되는 장소를 건설해야 할 것입니다. SpaceX는 발사 전에 온실, 태양 전지판과 같은 중요한 기반 시설과 임무의 지구 귀환을 위한 연료-공기 생산 시설을 포함하여 여러 화물 비행을 계획하고 있습니다.
화성에서의 생명체는 가능하며 인간이 그러한 존재에 대처하는 방법을 알아보기 위해 이미 지구에서 여러 시뮬레이션 테스트가 수행되었습니다.
여기에서 읽을 수 있습니다. 지질학자들은 미래에 화성을 심기 위해 화성의 토양 조건을 모델링하고 있습니다
지구로 돌아가기
마지막 임무는 귀환 여정을 시작하고 사람들을 안전하게 지구로 데려오는 것입니다. 아폴로 11호는 약 40000km/h의 속도로 지구 대기권에 진입했는데, 이는 지구 궤도를 벗어나는 데 필요한 속도보다 약간 낮습니다. 화성에서 돌아온 우주선은 지구에 도착하는 데 사용하는 궤도에 따라 대기 진입 속도가 47km/h에서 000km/h 사이입니다.
그들은 지구 저궤도에서 약 28km/h로 감속되어 우리 대기에 다시 진입할 수 있지만 그렇게 하려면 추가 연료가 필요할 것입니다. 그러나 그들은 단순히 대기권에 침입할 수 없습니다. 우리는 우주 비행사를 과부하로 죽이거나 과열로 연소시키지 않도록 해야 합니다.
이는 화성 탐사가 직면한 과제 중 일부일 뿐이며, 이를 달성하기 위한 모든 기술적 구성 요소는 이미 마련되어 있습니다. 우리는 시간과 돈을 투자하고 모든 것을 합치면 됩니다.
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