KAKO ULOVITI
MARS?
O potovanju in
tehnologiji, ki nam omogoča priti na Mars |
 |
|
Hitro odprave in dobre
odprave
Sestava posadke
Dodatno zavarovanje ali prekinitev poleta?
|
HITRE ODPRAVE IN DOBRE ODPRAVE Do Marsa traja potovanje s
sedanjimi raketami šest mesecev. Pri načrtovanju tako dolgega potovanja
moramo najprej izbrati pot in način prevoza. Tako je tudi s potovanjem na
Mars. Mnogo ljudi meni, da je to praktično neizvedljivo, ker je Mars tako
daleč od Zemlje. Zato pravijo, da bi bilo bolje počakati, da iznajdemo
hitrejše rakete, ki nas bodo prej pripeljale do rdečega planeta. A vseeno
preglejmo, kakšne so možnosti s sedanjo tehnologijo.
Mars je zares zelo daleč
vstran. Ko je najbližji Zemlji, torej v opoziciji, je razdalja med planetoma
56 milijonov kilometrov. Ko je najdalje stran, torej v konjukciji, je
medsebojna razdalja 400 milijonov kilometrov.
 |
Človeštvo ne pozna
nobene tehnične rešitve, ki bi omogočile potovanje pravokotno na krožnico
Zemlje, ko sta si planeta najbližja. Zemlja kroži s hitrostjo 30 km/s okrog
Sonca. Ko izstrelimo raketo, ima tudi ta začetno krožno hitrost Zemlje. Zato
bi morali uporabiti ogromno količino goriva, da bi izničili začetno krožno
hitrost in poslali raketo naravnost na Mars. Če želimo za pot porabiti kar
najmanj goriva, je potrebno upoštevati račune nemškega matematika W.Hohmanna
iz leta 1925. Najmanjša poraba goriva je takrat, če raketo izstrelimo v
trenutku, ko sta si planeta najbolj vsaksebi, torej, ko sta v konjukciji. To
je najboljša pot ali trajektorija, saj tukaj porabimo najmanj goriva in je
tehnično raketo najlažje usmeriti na Mars. Raketa v tem primeru potuje od
Zemlje na Mars po eliptični poti. Ta se tangencialno dotika Zemljine
krožnice na začetku in Marsove krožnice na koncu potovanja.
Na ta način so
potrebni najmanjši napori pri usmerjanju vesoljskega plovila na Mars in
poraba goriva je tudi nizka. Če uporabimo nekaj več goriva, potem je mogoče
eliptično pot skrajšati in raketa se bo prej srečala z rdečim planetom. Čim
več goriva uporabimo, tem manjša je eliptična krožnica rakete. To lahko
počnemo toliko časa, dokler potrošnja goriva ne preseže koristi časovnih
prihrankov na poti. Tako dobimo dejansko trajektorijo ali orbito rakete. A
tudi v tem primeru bo morala raketa preleteti 400 milijonov kilometrov dolgo
pot od Zemlje do Marsa. Grozljivo velika razdalja! Do našega Meseca je
400.000 kilometrov. Torej je pot do Marsa 1000-krat daljša od poti na Mesec.
Astronavti iz Apolla so potrebovali tri dni, da so prispeli na mesec. Ali to
pomeni, da bodo potrebovali astronavti za pot na Mars 3.000 dni ali več kot
8 let?
Na srečo, ne! Apollo je
brzel proti luni s hitrostjo 1,5 km/s. Ta hitrost bi lahko bila zaradi
rakete Saturn V tudi do trikrat večja. |
 |
Hitrost je bila določena zaradi
geometrije potovanja. Tako bi lahko potovali s hitrostjo 4,5 km/s in prišli
na luno v enem dnevu. A zato bi plačali zelo visoko ceno. Sploh se ne bi
mogli ustaviti in bi zdrveli mimo našega nebesnega spremljevalca. Ker ima
luna zelo šibko gravitacijsko privlačnost, bi morali uporabiti zelo močne in
energetsko požrešne rakete, da bi lahko Apollo zavrli in utirili v lunino
orbito. Avto ustavimo z zavorami, ki hitrost zmanjšajo s pomočjo sil trenja.
V vesolju pa trenja ne moremo ustvariti. Zato moramo uporabiti protipotisno
silo, da vozilo zaustavimo. Apollo je imel le toliko goriva, da se je zmogel
utiriti v lunino orbito. Če bi le malo presegli hitrost 1,5 km/s, bi luno
zgrešili.
Za zaviranje je mogoče
uporabiti tudi atmosfero. Saj ta s svojim uporom tudi ustvari določeno
protipotisno silo. Tako lahko pri Marsu uporabimo njegovo atmosfero, čeprav
je tanka in znaša le 1% zemljine, in njegovo kar močno gravitacijo, ki znaša
0,38 zemljine. Torej lahko pošljemo na Mars vozilo z večjo lastno hitrostjo,
a se bo vseeno uspel utiriti v marsovo krožnico.
Začetna hitrost vesoljskega
plovila za Mars, za katero bi porabili umerjeno količino goriva, bi lahko
bila 3 km/s. To hitrost imenujejo tudi hiperbolična hitrost. Vendar to ne
pomeni, da bi raketa skozi vesolje potovala s tako majhno hitrostjo. Njena
hitrost bi bila seštevek zemljine obkrožne hitrosti okoli Sonca 30 km/s in
začetne hitrosti rakete 3 km/s, kar skupaj znese 33 km/s. Zemlja v tem
primeru deluje kot hitro gibajoča se izstrelitvena ploščad. Tako bi raketa
potovala proti Marsu dvajsetkrat hitreje kot Apollo na luno. Ker se giblje
naša luna skupaj z Zemljo, tega efekta pri potovanju Zemlja-Mesec ne moremo
uporabiti.
Ker se raketa oddaljuje od
Sonca, ji ta s svojo gravitacijsko privlačnostjo nekaj kinetične energije
pretvori v potencialno in jo s tem tudi upočasni. Ob dosegu marsove poti
okoli Sonca bi znašala njena hitrost 24 km/s. Mars kroži okrog Sonca s
hitrostjo 21 km/s v praktično tisti smeri kot potuje raketa. Tako raketa
prehiteva Mars s hitrostjo 3 km/s, kar je udobna hitrost za utirjenje rakete
v marsovo krožnico. Ko vesoljsko plovilo doseže marsovo pot, je prepotovalo
1000x večjo razdaljo od razdalje Zemlja-Mesec. Vendar je porabilo 20x manj
časa kot Apollo. Če torej delimo 1000 z 20, dobimo faktor 50. Tega pomnožimo
s tremi dnevi za pot Zemlja-Mesec in dobimo rezultat 150 dni. To je
približen čas, ki bi ga raketa potrebovala za pot od Zemlje do Marsa.
Uporabili bi lahko tudi staro raketo Saturn V (nosilna raketa za Apollo), ki
bi omogočila takšen podvig. Če uporabimo idealno Hohmanovo trajektorijo, bi
potovanje trajalo 258 dni. A dodatno ceno in težo goriva, ki bi omogočilo
krajši čas potovanja, bi zlahka upravičili in tehnično izvedli.
A pot tja pomeni le
polovico opravljenega potovanja. Mars in Zemlja se enakomerno hitro gibljeta
po svojih krožnicah okoli Sonca in kot smo videli, vsak s svojo hitrostjo.
Zato kar naprej spreminjata medsebojni položaj in razdalje. Zato moramo
izbrati najboljšo trajektorijo za vrnitev. Ta pa ni na voljo v vsakem
trenutku. Za pot nazaj moramo načrtovati točen trenutek, ko je vrnitev sploh
možna. Izračuni kažejo, da imamo na razpolago dvoje ugodnih možnosti, eno
imenujejo konjukcijska, drugo pa opozicijska možnost. Tabela podaja tipične
parametre vsake od njih.
Opis |
Konjukcija |
Opozicija |
Čas potovanja tja |
180 dni |
180 dni |
Čas potovanja nazaj |
180 dni |
430 dni |
Čas bivanja na Marsu |
550 dni |
30 dni |
Skupni čas ekspedicije |
910 dni |
640 dni |
Razlika potovalne
hitrosti ΔV |
6,0 km/s |
7,8 km/s |
Mimolet Venere |
ne |
da |
Povprečna prejeta doza
radiacije |
52 remov |
58 remov |
Izpostavljenost
breztežnemu stanju |
360 dni |
610 dni |
Stroški ekspedicije |
nizki |
visoki |
Možnost uspešnega
zaključka |
visoka |
nizka |
Tveganje |
nizko |
visoko |
Energetsko najugodnejša je konjukcijska misija po dvojni Hohmanovi trajektoriji na Mars in nazaj. Bila
bi vsekakor najcenejša pri porabi goriva, a trajala bi po 258 dni v eno
smer. Ta je najbolj ugodna za tovorne rakete. Če bi bila na krovu posadka,
bi morali vse skupaj malce pospešiti. Poraba goriva se pri pospešeni
trajektoriji ne poveča bistveno, čas potovanja 150 dni pa je vsekakor
ugodnejši. Zato jo je Zubrin tudi predlagal pri projektu MARS DIRECT. A če
uporabimo ta načrt, potem morajo vesoljci ostati na Marsu 550 dni, preden se
spet odpre ugodno izstrelitveno okno za vrnitev na Zemljo. Torej bi bil čas
celotne odprave 910 dni ali 2 leti in šest mesecev.
Pri opozicijski misiji je
potovanje proti Marsu enako kot pri konjukcijski misiji. Pot nazaj pa je
drugačna. Tukaj porabimo gorivo zato, da usmerimo vesoljsko plovilo preko
zemljine krožnice do Venere. Venera s svojo gravitacijsko privlačnostjo doda
plovilu dodaten pospešek, ki ga usmeri nazaj na Zemljo. S tem se
izstrelitveno okno odpre kmalu po prispetju na Mars. Čeprav traja potovanje
nazaj kar precej časa, se skupni čas ekspedicije zmanjša na 600 dni ali 1
leto in 7 mesecev.
V NASA projektu »90-days
report« je predvidena takšna opozicijska misija na Mars. Mnogi znanstveniki
celo trdijo, da je to edina mogoča misija. A preveriti moramo, če je takšna
misija sploh smiselna. Opozicijska misija ima zelo veliko spremembo hitrosti
ΔV (7,8 km/s) in s tem zahteva tudi nekaj dodatnega goriva za upočasnitev
plovila. ΔV je sprememba hitrosti, ki je potrebna da premaknemo plovilo iz
ene orbite v drugo. Pri opozicijski misiji potrebujemo dvakrat več goriva za
zaviranje kot pri konjukcijski. Ker se s tem poveča velikost plovila, to
postane tudi neprimerno za atmosfersko zaviranje (aerobrake) ali je to celo
onemogočeno. Potem potrebujemo dodatno gorivo, da dosežemo vsaj zelo
stisnjeno eliptično krožnico plovila okrog Marsa. Tako so v »90-days report«
prišli do zaključka, da bi potrebovali zelo velike količine goriva za
zaviranje pri Marsu, za start z Marsa ter še potem za zaviranje v zemljini
krožnici. Zato bi morali pripraviti nuklearno-termalni potisni sistem, ki
ima dvakrat večjo potisno moč od sedanjega na vodik-kisik. Ta je še v
razvoju in še nekaj časa ne bo v redni uporabi.
Toda zakaj bi zmanjšali
dolžino trajanja celotne ekspedicije? Zagovorniki kratke misije pravijo, da
zato, da bi bili vesoljci kar najmanj izpostavljeni radiaciji in breztežnemu
stanju. A prav opozicijska misija z dolgim potovanjem po vesolju povečuje
tveganje prejete radiacijske doze in podaljšuje čas izpostavljenosti
breztežnemu stanju. Po ocenah, bi naj vesoljci prejeli v vesolju 4x večje
doze radiacije kot na Marsu. Saj tam marsova atmosfera in material marsovih
tal zagotavljata večjo stopnjo zaščite kot tanke stene vesoljskega plovila.
Večja poraba goriva zahteva tudi večje vesoljsko plovilo. Po izračunih bi ga
morali sestaviti v zemljini orbiti. Veliko vozilo zahteva tudi večjo
zaviralno silo in s tem spet več goriva. Masa se povečuje, stroški pa tudi.
Večja količina goriva
poveča tudi čas izgorevanja in delovanja pogona. S tem se seveda povečuje
obremenitev materialov in število možnih napak. Čas trajanja poleta v
opozicijski misiji je mnogo daljši in potrebni so bolj zanesljivi in dalj
časa trajajoči sistemi za podporo življenju posadke v vesoljski ladji. Čas
prebit v vesolju v konjukcijski misiji je 180 dni, v opozicijski pa 430 dni.
Ker se vesoljsko plovilo vrača na Zemljo mimo Venere, ga je potrebno dodatno
zaščititi pred sončnim sevanjem. To je dvakrat višje pri Veneri kot je pri
Marsu.
Pomemben je še čas bivanja
na Marsu. Pri opozicijski misiji bodo vesoljci potovali 610 dni, da bi
preživeli 30 ali še manj dni na Marsu (index 0,049). Pri konjukcijski misiji
bi potovali 360 dni in preživeli na Marsu 550 dni (index 1,528). V prvem
primeru bi bilo dovolj časa le za nabiranje nekaj malega vzorcev skal in za
zapikovanje zastave v marsovska tla. Če bi se prav v tistem času razdivjal
kakšen marsovski vihar, bi sploh ne mogli pristati. V drugem pa bi na nek
način že kolonizirali Mars in bilo bi dovolj časa za resnejše znanstvene
raziskave in eksperimente. Če bi nastopil vihar ob prihodu, bi lahko
počakali, da se pesek poleže in potem pristali. Predlog, ki ga je podala
NASA pri svojem enormno dragem projektu, je podoben počitnikarju, ki devet
dni potuje na Havaje. Potem pa gre lahko na plažo za pol dneva, če vreme
dovoljuje. Popolnoma nesmiselna zadeva.
Če se odločimo za
konjukcijsko vrsto misije, je na voljo kar nekaj različic potovanja na Mars.
Če upoštevamo Hohmanovo trajektorijo, je to najcenejša verzija z najmanjšo
porabo goriva in z najmanj tehničnimi težavami pri zaviranju in utirjanju v
marsovo orbito. Slaba stran je daljši čas potovanja. Kot sem že omenil, je
ta verzija najboljša za dostavo tovora z avtomatiziranimi raketami.
Pospešena trajektorija je optimalnejša za posadko. Poraba goriva je sicer
nekaj večja, je pa čas trajanja potovanja najkrajši in s tem je tudi posadka
manj časa izpostavljena breztežnemu stanju in možnim radiacijskim sevanjem.
Zmanjšajo se sistemi in zaloge za preživetje posadke, s tem se zniža tudi
skupna teža vesoljskega plovila. Zato je možno ob isti teži vozila povečati
zaloge ali podvojiti, potrojiti ali celo početveriti nujne sisteme za
življenje in zaščito posadke. Poleg tega je možno preračunati določene
začetne hitrosti, ki omogočajo prekinitev poleta proti Marsu in hitrejšo
vrnitev na Zemljo, če bi se zgodilo karkoli nepredvidenega. Pri tem velja,
da nižje začetne hitrosti poenostavijo in olajšajo predčasno vrnitev.
Začetna hitrost |
Čas potovanja tja in
nazaj |
Čas potovanja pri
predčasni prekinitvi |
Čas za pot na Mars |
Marsovsko atmosfersko
zaviranje |
A 3,34 km/s |
1,5 leta |
3 leta |
250 dni |
enostavno |
B 5,08 km/s |
2,0 leta |
2 leti |
180 dni |
sprejemljivo |
C 6,93 km/s |
3,0 leta |
3 leta |
140 dni |
nevarno |
D 7,93 km/s |
4,0 leta |
4 leta |
130 dni |
nemogoče |
Varianta A je torej najbolj
primerna za dostavo tovora in manj primerna za potovanje posadke. Varianta B
je za posadko najbolj sprejemljiva. Varianti C in D pa predstavljata sicer
krajše čase potovanja, a sta energetsko potratni in obstaja nevarnost, da
pri zaviranju na Marsu nastopi napaka in raketa odleti mimo.
Sklep se pojavi sam od
sebe. Najboljša začetna hitrost z Zemlje na Mars je do 5,08 km/h in nič več
za raketo s posadko in 3,34 km/s po Hohmanovi energetsko varčni trajektoriji
za tovorne rakete. Z Marsa je najboljša začetna hitrost 4 km/s pri vračanju
posadke na Zemljo. A najpomembnejše je to: takšne hitrosti in zahtevano težo
tovora zmorejo že sedanje rakete in torej s tega stališča ni problema, da bi
ne poslali ekspedicije na Mars neposredno z Zemlje.
|
Izbrati moramo posadko in določiti njeno
število. Številčnost posadke določa velikost vseh sestavnih delov rakete in
končno tudi njeno težo. Zato posadka ne sme biti preštevilna. S psihološkega
stališča je tudi dobro, da je število majhna. Po drugi strani ni nobenih
zadržkov, da bi na dolgi poti ne vzdržal en človek, dva, trije ali
katerokoli drugo število ljudi. Zato moramo preveriti kakšni so cilji misije
in katere strokovnjake sploh potrebujemo. Glede na dolžino ekspedicije lahko
pričakujemo, da bo tu in tam odpovedal kakšen sistem (pogon, kontrola,
podpora življenju). Zato najprej pomislimo na mehanika(co).
Recimo mu tudi inženir poleta (flight engineer). Najbolj je, če je takšna
oseba (moški ali ženska), ki ima nos, da morebitne težave predvidi že v
naprej. Pri servisiranju sistemov je najlažje, če ima še kakšnega pomočnika,
ki se na to področje spozna skoraj tako kot on. Za popravila je namreč
potrebno skoraj vedno dvoje oseb. Ker je potovanje dolgo, je servisiranje
zelo pomembna zadeva in je drug mehanik tudi zato upravičen.
Ker gremo raziskovati Mars, potrebujemo
še raziskovalca(ko) (field scientist). Njegova ali njena
naloga je, da določi cilje raziskav in vodi ekspedicijo na marsovi površini.
Tudi tukaj bi bilo dobro, da mu/ji dodamo partnerja. Lahko je specialist na
kakšnem drugem področju, vendar je v osnovi enako usposobljen. Pri tako
dolgem poletu se lahko pripeti veliko stvari in seveda potrebujemo
nadomestno osebo, če se prvi kaj pripeti. Eden od obeh bi moral biti geolog
(Gea=zemlja, torej raziskovalec zemeljskih tal, za Mars si bomo šele morali
izmisliti nove pojme), ki bo znal oceniti geološke vire in razumel geološko
zgodovino Marsa. Drugi bi moral biti biokemik, ki bi dobro poznal procese
življenja in izvajal eksperimente s katerimi bi raziskoval kemično in
biološko toksičnost marsovskih gradiv na zemeljske rastline in živali.
Raziskati bi moral pogoje pod katerimi bi lahko ustvarili rastlinjake na
Marsu.
In to bi bilo dovolj. Z dvema mehanikoma
in dvema raziskovalcema bi lahko tvorili po dve mešani skupini. Dvojica v
skupini bi vedno delala skupaj in si pomagala pri morebitnih težavah. Za
ekspedicijo na Mars ne potrebujemo »poveljnika ekspedicije«, »pilota« ali
»zdravnika«. Seveda potrebujemo poveljujočega, a to z lahkoto prevzame eden
od štirih, ko je potrebno hitro odreagirati. Pri ostalih odločitvah je lahko
odločanje demokratično. Kot pilota lahko v vsakem trenutku funkcionirata oba
mehanika, pa tudi oba znanstvenika. Večino časa raketa leti avtomatično
in pod kontrolo z Zemlje. Načeloma je lažje geologa naučiti pilotirati kot
obratno. Pilotske sposobnosti pridejo do izraza le v nekaj trenutkih in še
to večinoma za nadzor sistemov, če bi ti v kritični fazi odpovedali in bi
bilo potrebno operacijo dokončati ročno.
Največ ugovorov je pri zdravniku. Kar
nekaj ljudi bi zagovarjalo idejo, da je zdravnik na takšnem poletu nujno
potreben. A vprašajmo se, kaj lahko zdravnik naredi? Svojih pacientov ne
more operirati pri resnih težavah, saj nima na voljo vse potrebne medicinske
opreme. Pri manjših težavah lahko prav tako uspešno funkcionira eden od
naštetih štirih članov posadke, ki je opravil ustrezen medicinski dodatni
tečaj. Tukaj je kot najprimernejši raziskovalec-biokemik. Ostali člani pa bi
bili usposobljeni za dajanje prve pomoči. Medicinsko pomoč pri težavnih
zadevah bi opravili ob asistenci z Zemlje. Ker bi pred odhodom podrobno
pregledali zdravstveno stanje vse posadke, bi z Zemlje odpotovali praktično 100%
zdravi vesoljci. Verjetno bi si še pred potovanjem dali odstraniti slepiče
in urediti zobovje. Ti dve zdravstveni nevšečnosti sta najbolj verjetni pri
daljšem potovanju in jih je najbolje preprečiti. Na Marsu je največja
verjetnost zlom okončine ali večja rana. Biokemik bi bil dovolj usposobljen
in bi imel ustrezno opremljeno zdravstveno postajo, da bi uspešno uredil
tudi takšne težave.
Torej, za pot na Mars potrebujemo dva
pilota in dva znanstvenika, skratka posadko štirih moških in/ali žensk. |
KAJ JE BOLJE – DODATNO
ZAVAROVANJE ALI PREKINITEV POLETA?
Na vrh strani
Pri načrtovanju ekspedicije na Mars se
lahko soočimo z raznimi težavami, ki predvidevajo predčasno prekinitev poti
na Mars. To se lahko zgodi prej, preden pridemo tja, lahko tudi, ko je
plovilo že v krožnici okoli Marsa. Vsi ti scenariji predvidevajo
konjukcijsko pot, saj ne moremo čakati na ustrezno izstrelitveno okno, ki bi
nas po opozicijski poti vrnila na Zemljo. Povedali smo, da je ta pot nazaj
dolga 430 dni. Do Marsa pa smo potovali 180 dni. Če je bila načrtovana
opozicijska pot, potem je na vesoljski ladji premalo goriva in hrane ter
ostalih potrebščin za podporo življenja. Načrtovano je bilo 180 dni za
vrnitev nazaj, za vračanje pa potrebujemo 430 dni.
Najprej postavimo vprašanje: ali je
Zemlja res edino varno zavetišče? Res je, da je domače in prijetno. A kot
zavetišče prav tako lahko uporabimo Mars. Ne bo sicer zelo udobno, a
življenje si bomo rešili. Tako razmišljanje nas pripelje do zaključka, da ne
smemo načrtovati ekspedicije na Mars z mislijo na prekinitev poleta, če
pride do težav. Temveč je potrebno misijo načrtovati tako, da ponuja dodatna
zavarovanja, če do težav pride. Kot alternativno rešitev Zubrin predlaga
uporabo Marsa kot varnega zavetišča.
Preglejmo torej vse možne scenarije
predčasnega ali nenačrtovanega zaključka ekspedicije. Raketa je uspešno
startala in utirila raketo v orbito okoli Zemlje (LEO). Naslednji korak je
pospeševanje rakete za pot na Mars. ΔV za hitro eliptično pot (trajanje
potovanja 180 dni) je 4,3 km/s. A za počasno Hohmanovo eliptično pot (250
dni) je ΔV = 3,7 km/s. Če raketa doseže to hitrost, se lahko vseeno odpravi
na pot proti Marsu. Če je ne doseže, bo raketa odšla le na zelo ozko
eliptično krožno pot okoli Zemlje. Pri ponovnem približevanju Zemlji bi
posadka s pomočjo pogonskega sistema na habitatu (HAB) toliko spremenila
hitrost in krožnico, da bi se plovilo pričelo usmerjati v gostejše zemeljske
atmosferske plasti. Z aerozaviranjem bi se plovilo po nekaj obkrožitvah
toliko upočasnilo, da bi ga bilo mogoče doseči s šatlom in rešiti
posadko. Naslednja možnost je, da doseže plovilo hitrost ΔV med 3,3 in 3,7
km/s. Tudi tukaj lahko uporabijo habitatov pogonski sitem. Ta ima največjo
ΔV 0,7 km/s, a je to dovolj, da s protipotisno silo zaustavijo plovilo in mu
zmanjšajo eliptično krožnico ter se vrnejo na Zemljo.
Na poti do Marsa imajo vedno dovolj
možnosti, da se potovanje prekine in se s pomočjo raznih potisnih sistemov
vrnejo na Zemljo. Od oddaljenosti od Zemlje je odvisno koliko časa je
potrebno, da se vrnejo nazaj. Vse to je možno v 95% dolžine potovanja.
V zadnjih 5% poti postane zadeva
zamotana, ker se takrat vesoljska ladja že usmerja v eliptično krožnico
okoli Marsa. V tem primeru bi bilo potrebno ta manever izvesti do konca.
Šele potem bi bilo mogoče izvesti dolgotrajen povratek po konjukcijski poti
mimo Venere na Zemljo. V prvih 175 dneh potovanja je vedno mogoče prekiniti
potovanje in se vrniti po opozicijski poti nazaj na Zemljo. Potovanje nazaj
tako traja največ 180 dni. V zadnjih 5 dneh pa se zadeve zakomplicirajo.
Pri načrtu MARS DIREKT ni predviden
dvojni sistem vesoljske ladje, kjer bi en del ostal v orbiti, drugi pa
pristal. Zato nagib in položaj eliptične orbite niti ni bistven. Če bi imeli
dvojni sistem, bi to vplivalo na izračun utirjenja pristajalnega dela in
njegove kasnejše združitve z orbitalnim delom. Pomembna je le poravnava na
področje, kjer se že nahaja tovarna goriva na Marsu in ladja za vrnitev na
Zemljo (ERV). Ta je bila na Mars poslana že pred letom dni in pol. Sistem na
Marsu je poln goriva, kisika in vode. Prav tako vsebuje hrano in sisteme za
podporo življenju. Logičen sklep je torej ta, da posadka vseeno pristane na
Marsu, saj je tam drugo najboljše možno zavetišče v vsem Osončju. Prvo je
seveda Zemlja.
Možno je tudi, da ERV poleti avtonomno z
Marsa. Posadka se prekrca nanjo v orbiti in se vrne na Zemljo. S tem niso
izkoriščene vse variante orbitalne rešitve vrnitve na Zemljo.
Če ni težav s pristankom na Marsu, potem
je zagotovo najbolje, da se ekspedicija nadaljuje tako, kakor da se ni nič
zgodilo. Posadka ima rezervno raketo (ERV) za vrnitev na Zemljo na voljo.
Možno je, da z Zemlje že leti proti Marsu rezervna raketa, ki bo prispela v
naslednjih 180 dneh in omogočila posadki vrnitev. Ker je na Marsu že dve
leti avtomatizirana tovarna z robotiziranimi vozili, je mogoče z njimi
raziskati površino okoli ERV in najti najustreznejše mesto za pristanek
habitata. Poleg tega je mogoče postaviti aktivni sistem za vodenje pristanka
in tako se lahko ta izvede z zelo veliko natančnostjo in previdnostjo.
Ker so pristali s habitatom, ki ima
dobre, večkratno varovane sisteme za podporo življenja, je njihova možnost
za preživetje mnogo večja, kakor če bi pristali le z raziskovalnim zaklonom,
kot ga predvideva NASA v svojem »90-days report«. Rover, ki je prispel z
avtomatizirano raketo, ima doseg preko 1000 kilometrov in lahko premaga
razdaljo, ki loči avtomatizirano tovarno in ERV ter habitat zaradi popolnoma
zgrešenega pristanka.
Posadka je tako na Marsu večkratno
zavarovana. Prva plast zavarovanja je habitat, ki je popolnoma opremljen za
dveletno bivanje na Marsu, druga plast je vozilo za vrnitev na Zemljo (ERV),
ki je popolnoma funkcionalno in polno goriva. Tretja plast zavarovanja je
možnost, da jih doseže rover v krogu 1000 km od avtomatizirane tovarne.
Četrta možnost je, da se ERV avtomatizirano po hiperbolični poti prestavi
čez polovico planeta do mesta njihovega pristanka. Peto zavarovanje je
možnost, da ob naslednjem izstrelitvenem oknu z Zemlje pošljejo dodatno
avtomatizirano raketo z opremo in z dodatnim sistemom za vrnitev na Zemljo.
Vsekakor je najbolj kritičen pristanek
na Marsu. A tudi tukaj je možnih več različnih scenarijev. Ideja MARS DIREKT
je v prednosti zaradi tega, ker je pristanek habitata dokončen in struktura
ne doživlja ponovnega stresa pri startu z Marsa. Količina goriva pri
pristanku je minimalna, saj sistem ne bo več poletel. Posadka ima na drugi
strani na voljo ERV, ki je v odličnem stanju, saj je bilo preverjeno preden
so astronavti prvič sploh poleteli na Mars. Kasnejše posadke imajo na voljo
še več opreme, ki so jih pustile predhodne ekspedicije in s tem še več
možnosti za uspešen povratek na Zemljo.
Iz povedanega
sklepamo, da je bolje nadaljevati polet do Marsa in tam počakati ali
celo organizirati vrnitev. |
|
Na vrh strani |
|