Terlupakan di Mars, Matt Damon di film laris Hollywood "The Martian" harus mengatasi banyak kesulitan sendiri untuk bertahan hidup di Planet Merah. Namun, dalam kehidupan nyata, Anda harus berjuang untuk kehidupan ini jauh sebelum Anda benar-benar sampai ke Mars. Memang, selain masalah radiasi, psikologis dan fisik yang terkait dengan tinggal lama di luar angkasa, seseorang harus menghadapi tes lain selama penerbangan nyata ke Mars. Mari kita lihat yang paling jelas.
Hari Mars yang lebih lama
Hari Mars hanya sekitar 40 menit lebih lama daripada di Bumi. Dan meskipun pada pandangan pertama Anda dapat, sebaliknya, senang bahwa Anda memiliki waktu sebanyak 40 menit lagi setiap hari, ini sebenarnya dapat menjadi masalah yang sangat serius, karena ritme biologis harian seseorang dirancang selama 24 jam. Tambahan 40 menit setiap hari di Mars akan segera menyebabkan orang tersebut mengembangkan jet lag, yang pada gilirannya akan memanifestasikan dirinya dalam bentuk kelelahan terus-menerus dan kesehatan yang buruk.
Operator NASA telah mengalami semua "kegembiraan" dari sindrom ini, karena mereka harus bekerja sesuai dengan waktu Mars, segera setelah beberapa penemu pertama yang dikirim ke Mars memulai pekerjaan harian mereka di Planet Merah. Semua pekerja di misi luar angkasa Sojourner ke Mars, misalnya, mengikuti waktu yang sama saat penjelajah harus bekerja. Setelah sebulan dengan jadwal yang begitu sibuk, para operator, kata mereka, gagal.
Untuk penjelajah Mars berikutnya, pusat kendali NASA berhasil mempertahankan waktu Mars selama tiga bulan, tetapi pada akhir misi, para pekerja masih sangat lelah. Berdasarkan pengamatan, para ilmuwan menemukan bahwa seseorang dapat mengikuti waktu Mars hanya untuk waktu yang singkat. Astronot, yang harus tinggal di Mars selama berbulan-bulan, tidak akan pernah bisa keluar dari kerangka waktu Mars.
Studi sebelumnya tentang masalah tidur menunjukkan bahwa tubuh manusia memiliki ritme biologis alami selama 25 jam, namun, ternyata kemudian, hasil dari studi tersebut salah. Setelah pengamatan baru dilakukan, tidak ada peserta yang mampu beradaptasi dengan waktu Mars.
Video promosi:
Gravitasi berkurang
Terlepas dari kemungkinan simulasi perjalanan luar angkasa ke Mars di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional dengan tinggal lama di atasnya, efek tubuh manusia yang terpapar gravitasi Mars (38 persen dari Bumi) dalam waktu yang lama masih tetap menjadi misteri bagi para ilmuwan. Akankah kontak yang terlalu lama dengan gravitasi parsial ini mempertahankan integritas otot dan kepadatan kerangka? Dan jika tidak, bagaimana cara menghadapinya? Mengingat bahwa dalam setiap penerbangan ke Mars, seseorang harus menghabiskan waktu berbulan-bulan di dalam kaleng tertutup, menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini sangatlah penting.
Dalam simulasi yang kurang ideal, dua penelitian pada tikus menunjukkan bahwa kehilangan tulang dan otot dalam kondisi gravitasi Mars bisa sama dengan tanpa gravitasi sama sekali. Studi pertama menemukan bahwa bahkan berada di lingkungan dengan 70 persen gravitasi bumi tidak akan mencegah keropos otot dan tulang.
Dalam studi kedua, para peneliti menemukan bahwa tikus kehilangan setidaknya sekitar 20 persen massa kerangka mereka di lingkungan gravitasi rendah. Namun, harus diingat bahwa semua studi ini didasarkan pada simulasi. Sampai astronot benar-benar mendarat di Mars, mustahil untuk mengetahui efek sebenarnya dari pengurangan gravitasi pada tubuh mereka.
Permukaan Mars yang keras
Hal pertama yang diketahui Neil Armstrong setelah melangkah ke permukaan bulan adalah bahwa area pendaratannya benar-benar tertutup batu-batu besar, yang menjadi ancaman bagi pendaratnya. Masalah serupa bisa saja muncul bagi astronot yang akan mendarat di Mars. Mereka akan memiliki sedikit waktu untuk mengidentifikasi dan menghindari menabrak pendarat di atas batu besar atau batu pasir. Batuan dan berbagai lereng dapat menyebabkan pendarat Mars terbalik. Faktanya adalah bahwa bahkan perubahan yang sangat besar pada bidang permukaan dapat sangat sulit dideteksi dari orbit, sehingga orang yang akan membuat rencana pendaratan dapat secara tidak sengaja melewatkan perubahan tersebut.
Retakan kecil dan cekungan juga dapat menipu sensor, yang pada gilirannya dapat menyebabkan pelepasan parasut atau kaki pendaratan yang tidak tepat waktu, serta perhitungan kecepatan pendaratan otomatis yang salah. Peluang pendarat bisa menghadapi bencana karena lokasi pendaratan yang salah dianalisis sangat tinggi. Satu studi menemukan bahwa kemungkinan ini sekitar 20 persen.
Ukuran fairing hidung roket
Dalam pengembangan modul pendaratan Mars berawak, satu masalah teknis yang serius muncul hampir seketika - diameter kerucut hidung roket, tempat modul Mars ini akan diluncurkan. Meskipun diameter fairing terbesar saat ini adalah 8,4 meter, akan sangat sulit untuk menyesuaikan ukurannya dengan desain pendarat Mars berawak.
Pelindung pelindung panas yang diperlukan untuk melindungi beban berat akan menjadi terlalu besar untuk muat di bawah fairing. Oleh karena itu, dalam hal ini, kemungkinan besar, perlu menggunakan teknologi pelindung panas tiup, yang pengembangannya saat ini hanya pada tahap percobaan.
Menggunakan desain radome saat ini untuk misi Mars akan membutuhkan pendarat yang jauh lebih kompak yang sesuai dengan radome 8,4 meter. Modul yang lebih besar tidak akan muat.
Bahkan jika diputuskan untuk menggunakan pendarat yang lebih kompak, kemungkinan besar, karena keterbatasan teknis, desainnya harus diulang. Misalnya, kita harus mendaur ulang tidak hanya lokasi astronot, tetapi juga tangki bahan bakar modul tersebut. Ukuran fairing sendiri tidak bisa diubah, karena ini membuat kendaraan peluncur tidak stabil.
TDU supersonik
Salah satu cara utama untuk mengurangi kecepatan modul pendaratan Mars untuk soft docking dengan permukaan Mars adalah sistem propulsi pengereman supersonik (TSP). Esensinya terletak pada penggunaan mesin jet yang diarahkan pada gerakan untuk melambatkan peralatan dari kecepatan supersonik.
Penggunaan TDU supersonik di atmosfer tipis Mars adalah suatu keharusan. Namun, menyalakan mesin supersonik dapat menciptakan gelombang kejut yang dapat merusak pendarat Mars. NASA, misalnya, memiliki sedikit pengalaman dengan prosedur semacam itu, yang pada gilirannya mengurangi kemungkinan keberhasilan keseluruhan misi.
Teknologi ini memiliki tiga aspek bermasalah. Pertama, efek interaksi antara aliran udara dan gas buang mesin benar-benar dapat membelah pendarat menjadi dua. Kedua, panas yang dihasilkan oleh knalpot bahan bakar roket bekas dapat memanaskan pendarat. Ketiga, menjaga stabilitas pendarat saat meluncurkan TDU supersonik bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan.
Terlepas dari pengujian terowongan angin skala kecil sebelumnya dari TDE semacam itu, banyak pengujian skala penuh diperlukan untuk menentukan keandalan sistem semacam itu. Ini adalah tugas yang sangat mahal dan memakan waktu. Namun, NASA yang sama mungkin juga memiliki versi alternatif (tidak langsung) untuk menguji sistem tersebut. Perusahaan swasta AS, SpaceX, secara aktif mencoba mengembangkan roket yang dapat digunakan kembali yang menggunakan prinsip pendaratan serupa. Dan perlu dicatat bahwa ada keberhasilan ke arah ini.
Listrik statis
Ya, ya, yang sama yang membuat rambut Anda berdiri tegak, atau sengatan listrik kecil saat Anda menyentuh sesuatu. Di Bumi ini, listrik statis dapat menjadi bahan lelucon dan lelucon (walaupun dalam kondisi Bumi juga bisa berbahaya), tetapi di Mars, listrik statis dapat menjadi masalah serius bagi astronot.
Di Bumi, sebagian besar pelepasan muatan statis disebabkan oleh sifat isolasi dari alas karet sepatu yang kita kenakan. Di Mars, permukaan Mars sendiri akan berfungsi sebagai bahan penyekat. Bahkan hanya dengan berjalan melintasi permukaan Mars, astronot dapat membangun listrik statis yang cukup untuk membakar alat elektronik, seperti kunci udara, hanya dengan menyentuh selubung logam luar kapal.
Keunikan dan kekeringan permukaan Mars menjadikannya bahan isolasi yang sangat baik. Partikel di permukaan Mars bisa sampai 50 kali lebih kecil dari partikel debu di Bumi. Saat berjalan di atasnya, sejumlah tertentu akan terkumpul di sepatu bot astronot. Saat angin Mars meniupnya, sepatunya akan memiliki daya yang cukup untuk menyebabkan sengatan listrik ringan, yang dalam kondisi seperti itu bisa cukup untuk mengubur seluruh misi.
Penemu Mars, yang sekarang bekerja di Planet Merah, menggunakan jarum khusus tertipis yang melepaskan muatan ke atmosfer dan mencegahnya mengenai elektronik penjelajah. Dalam kasus misi berawak ke Mars, pakaian luar angkasa khusus akan diperlukan untuk melindungi astronot dan peralatan yang akan mereka gunakan.
Booster yang cocok
Space Launch System (SLS) saat ini merupakan kendaraan peluncuran terbesar yang sedang dikembangkan dan diharapkan dapat digunakan dalam waktu dekat. Roket inilah yang direncanakan Barat untuk digunakan dalam misi berawak ke Mars.
Rencana NASA saat ini membutuhkan selusin roket SLS untuk satu misi berawak ke Mars. Namun, infrastruktur darat saat ini untuk peluncuran SLS memenuhi kondisi yang diperlukan hanya dengan parameter minimal: perlu memiliki setidaknya satu ruang untuk merakit roket, satu konveyor raksasa untuk mengirimkan roket ke landasan peluncuran dan satu landasan peluncuran itu sendiri.
Jika salah satu dari komponen ini rusak atau gagal, akan ada kekhawatiran serius tentang ketersediaan kendaraan peluncur yang diperlukan, yang pada gilirannya akan mempertanyakan kemungkinan misi berawak ke Mars.
Misalnya, penundaan yang terkait dengan pengaturan dan validasi semua sistem SLS dapat membuat perubahan besar pada jadwal start-up. Masalah teknis yang kurang signifikan dan bahkan kondisi cuaca dapat menciptakan masalah yang sama.
Selain itu, docking di orbit yang diperlukan untuk merakit pesawat ruang angkasa untuk pergi ke Mars membutuhkan kepatuhan dengan apa yang disebut jendela peluncuran, yaitu waktu peluncuran roket. Selain itu, meluncurkan pesawat ruang angkasa ke Mars langsung dari orbit Bumi juga membutuhkan kesesuaian dengan kerangka waktu tertentu. Para ilmuwan telah mengembangkan seluruh model peluncuran berdasarkan data historis pada peluncuran pesawat ulang-alik awal. Mereka menunjukkan kurangnya keyakinan bahwa roket SLS akan tersedia di jendela peluncuran tertentu, yang pada gilirannya juga dapat mengakhiri misi berawak ke Mars.
Tanah Mars Beracun
Pada 2008, wahana robotik NASA membuat penemuan bersejarah. Perklorat telah ditemukan di permukaan Mars. Terlepas dari kenyataan bahwa reagen beracun ini telah menemukan jalannya ke dalam produksi industri, mereka dapat menyebabkan masalah serius dengan kelenjar tiroid pada manusia, bahkan jika digunakan dalam jumlah kecil.
Di Mars, konsentrasi perklorat di dalam tanah adalah 0,5 persen, yang sudah sangat berbahaya bagi manusia. Jika astronot membawa reagen ini ke tempat tinggal Mars mereka, maka seiring waktu, polusi pasti akan terjadi, dan kemudian keracunan.
Prosedur dekontaminasi yang umum digunakan dalam industri pertambangan dapat membantu mengurangi kemungkinan kontaminasi sampai batas tertentu. Namun, tidak mungkin untuk sepenuhnya menghilangkan masalah dalam kondisi Mars, dan, oleh karena itu, cepat atau lambat para astronot akan mengharapkan adanya masalah dengan kelenjar tiroid.
Selain itu, keracunan dengan perklorat tubuh dikaitkan dengan berbagai penyakit pada sistem peredaran darah. Benar, para ilmuwan dalam arah ini belum maju jauh, dan oleh karena itu penjelasan semua efek perklorat pada tubuh manusia masih harus dipelajari. Karenanya, dalam jangka panjang, konsekuensi berada di Planet Merah sangat sulit diprediksi.
Kemungkinan astronot harus terus-menerus mengonsumsi hormon buatan untuk menjaga metabolisme mereka guna memerangi efek paparan jangka panjang pada perklorat.
Penyimpanan bahan bakar roket jangka panjang
Kami membutuhkan bahan bakar roket untuk terbang ke Mars dan kembali lagi. Pasokan bahan bakar besar. Bahan bakar roket yang paling efisien saat ini adalah bahan bakar kriogenik, yaitu hidrogen cair dan oksigen.
Bahan bakar ini harus selalu didinginkan selama penyimpanan. Namun, bahkan dengan persiapan maksimal, menurut statistik, kebocoran hidrogen 3-4 persen terjadi setiap bulan dari tangki bahan bakar. Jika, sudah dalam penerbangan, astronot menemukan bahwa tangki bahan bakar mereka tidak memiliki cukup bahan bakar untuk perjalanan pulang, maka - Anda sendiri mengerti - bencana total akan terjadi.
Astronot harus memantau mendidihnya bahan bakar kriogenik selama beberapa tahun sampai misi mereka di Planet Merah berlangsung. Bahan bakar tambahan dapat diproduksi langsung di Mars itu sendiri, tetapi penyimpanan dan pendinginannya akan membutuhkan pemasangan pendingin khusus, yang pada gilirannya membutuhkan listrik untuk beroperasi. Oleh karena itu, sebelum memulai misi ke Mars, kita perlu melakukan banyak uji coba teknologi penyimpanan bahan bakar jangka panjang untuk memastikan bahwa kita memiliki bahan bakar yang cukup dalam segala keadaan.
Cinta dan ketidaksepakatan
Dalam rangka penerbangan luar angkasa jangka panjang, tidak ada yang bisa menyangkal munculnya hubungan romantis antar awak kapal. Menjelang akhir hari kerja yang sulit, banyak orang membutuhkan relaksasi psikologis dan fisik, jalan keluarnya hanyalah sebuah hubungan cinta. Dan meski pada pandangan pertama semuanya terdengar lucu dan romantis, dalam praktiknya di luar angkasa, hubungan semacam ini bisa sangat buruk untuk keseluruhan misi.
Pada tahun 2008, sekelompok orang berpartisipasi dalam sebuah percobaan. Lama tinggal di ruang tertutup digunakan sebagai simulasi penerbangan ke Mars. Peristiwa percobaan berputar di luar kendali pada saat salah satu "astronot" sangat kesal karena pacarnya menolak untuk berhubungan seks dengannya dan memilih astronot ketiga sebagai gantinya. Berada dalam keadaan stres dan kelelahan yang konstan, astronot pertama di beberapa titik tidak tahan, dan itu semua berakhir dengan patah rahang astronot ketiga. Jika ini bukan eksperimen, tetapi misi luar angkasa yang nyata, perilaku seperti itu akan sangat mempertanyakan keberhasilannya.
Sayangnya, NASA bahkan tidak mencoba mempertimbangkan semua kemungkinan ini. Menurut laporan terbaru dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional AS, NASA tidak menyelidiki masalah kemungkinan hubungan seksual dalam rangka misi luar angkasa ke Mars, juga tidak menangani masalah kemungkinan kompatibilitas psikotipe orang dalam misi luar angkasa jangka panjang.
