Klassiske science fiction-fortællinger om Mars har ofte vist briller med øjne, der invaderer jorden for sine dyrebare ressourcer. Men virkeligheden er, at det i de næste tyve år - med alle de tekniske og budgetmæssige begrænsninger - er mennesker, der vil være de eneste, der invaderer den røde planet. I år afslørede NASA sin seneste plan om at hoppe 300 millioner kilometer til den fjerde planet fra solen. Strategien forudsætter oprettelsen af en månestation i Månens bane, som vil tjene som et mellemliggende punkt for langdistanceflyvninger til Mars. Den bemandede forpost Deep Space Gateway vil fungere som en udskydningsplade til Deep Space Transport, en version af rumagenturets Enterprise.
I begyndelsen af 2030'erne har en astronaut muligvis efterladt det første menneskelige spor på et andet himmellegeme siden 1969. Han eller hun har brug for kloge gadgets, der gør det muligt at leve på en kold, ugæstfri planet langt langt fra det nærmeste sted, der kan kaldes "hjem".
Vand, vand overalt
Det faktum, at der er vand på Mars, overrasker ikke længere nogen. Overfladestrømme på den røde planet, der med jævne mellemrum lækker, får forskere til at tro, at flydende vand virkelig skal finde sted. NASA annoncerede sidste år, at de også havde opdaget et kæmpe reservoir med is frosset under planetens faste overflade.
Det er dog usandsynligt, at tidlige rejsende til Mars har let adgang til disse vandkilder, eller det vil være for dyrt at få adgang til dem. I stedet kunne fremtidige astronauter bruge en type vandfanger udviklet af forskere ved University of California, Berkeley.
Denne soldrevet enhed bruger en speciel metal-organisk ramme (MOF) til at trække vand ud af luften under forhold med mindst 20 procent fugtighed. En undersøgelse om dette emne blev offentliggjort i sidste måned i tidsskriftet Science.
Salgsfremmende video:
Med denne prototype var det muligt at samle omkring tre liter vand fra luften på 12 timer ved kun at bruge et kilo MOF. Rammen kombinerer metaller som magnesium med organiske molekyler, der opstilles i stive, porøse fibre til lagring af gasser og væsker.
"Hvis den relative fugtighed på Mars er omkring 20 procent eller mere, forstår jeg ikke, hvorfor denne enhed ikke kan fungere der," siger Omar Yagi, medforfatter til værket, der først opfandt MOF for 20 år siden.
Mens en vandfanger ville være vidunderligt nyttig på tørre steder på Jorden, fungerer en sådan enhed på helt tørt Mars, hvor den relative luftfugtighed på trods af ørkenforhold kan nå 80-100% om natten - hvilket er mere end nok til at suge vand ud af atmosfæren.
Yagis team arbejder allerede på en billigere og mere effektiv MOF til vanddampsorption.”Det er bare et spørgsmål om tid, før denne teknologi bliver økonomisk konkurrencedygtig. Dette er et vigtigt skridt i retning af fremtiden for vandforsyning, jeg kalder det "personaliseret vand".
Civilisationsstempel
I disse dage kan vi 3D-udskrive hvad som helst - endda fungerende æggestokke. Evnen til at producere værktøjer og dele vil helt sikkert hjælpe mars kolonister, der ikke kan tage alt sammen med dem på én gang.
For nylig demonstrerede et team fra Northwestern University evnen til at udskrive 3D-strukturer ved hjælp af mars- og månestøv. Mere præcist ikke rigtigt støv, men en NASA-godkendt efterligner af samme størrelse og form. Forskerne, ledet af Ramil Shah, har brugt en såkaldt 3D-maleriproces, der bruger nye blæk, som hendes laboratorium tidligere havde brugt til at udskrive ting som grafen og kulstofnanorør.
Undersøgelsen blev offentliggjort tidligere i år i Nature Scientific Reports.
Sammensat af 90% støv efter vægt er 3D-trykt materiale meget fleksibelt og holdbart som gummi. Det kan "skæres, rulles, foldes og formes før 3D-maling." Du kan endda lave LEGO klodser.
”På steder som andre planeter og måner med begrænsede ressourcer bliver mennesker nødt til at bruge det, der er tilgængeligt på denne planet for at leve,” siger Shah, en assisterende professor ved McCormick School of Engineering. "Vores 3D-blæk åbner virkelig muligheden for at udskrive forskellige funktionelle eller strukturelle genstande for at skabe levesteder uden for Jorden."
Et hjem væk fra hjemmet
NASA udvikler sin egen løsning til boliger på den røde planet. Dette er en iglo.
Teknisk set er "Martian Ice House" en stor, oppustelig rørformet struktur, der inkluderer materialer opsamlet fra planeten og lukket i en isskal.
Ideen med den oppustelige del af strukturen er, at den er let at transportere. Hvorfor is? Vand giver fremragende beskyttelse mod stråling, og dette er en af de største farer, som mennesker står over for i rumrejser. Langvarig eksponering kan forårsage kræft eller endda akut strålingssygdom.
Alternativt kan boliger, laboratorier og andre bygninger begraves under overfladen, hvilket tvinger forskerne til at leve som troglodytes. Men Mars Ice Home tilbyder et bedre perspektiv.
”Alle de materialer, vi har valgt, er gennemsigtige, så noget af dagslyset udefra vil være i stand til at trænge ind og fortælle dig, at du er i et hus og ikke i en hule,” sagde Kevin Kempton, hovedforsker for Mars Ice Home-projektet ved NASA.
Et æble om dagen
Det er uklart, om sci-fi-blockbuster The Marsian faktisk øgede kartoffelsalget, men forskere udvikler sofistikerede selvbærende plantebedrifter, der vil give fremtidige astronauter frisk frugt og grøntsager.
For eksempel er et fælles projekt mellem NASA, University of Arizona og private virksomheder et bioregenerativt livsstøttesystem (BLSS), der er repræsenteret af et hydroponisk plantekammer, der ikke har brug for jord (eller, bedre endnu, menneskelig afføring) for at producere mad.
Et lukket kredsløbssystem starter med næringsrig vand. Næringsvand støtter plantens rodsystem. Systemet gavner både planter og mennesker på samme tid, da sidstnævnte udsender kuldioxid, som absorberes af vegetationen. Planter producerer igen ilt gennem fotosyntese.
”Vores første store projekt startede i 2004. Vi har designet og bygget et maddyrkningskammer på Sydpolen (Antarktis). Den er der stadig og fungerer stadig,”siger Gene Giacomelli, direktør for Agricultural Center for Managed Environments og tidligere hovedforsker af BLSS-projektet.
BLSS blev præsenteret i Biosphere 2, et lukket økologisk system, der ejes og drives af australiere.
Udfordringer fremad
Der er naturligvis stadig meget arbejde, der skal udføres, før astronauterne begynder at dyrke lækre røde æbler på den røde planet. NASA og dets kommercielle partnere udvikler stadig næste generations raketter, der håndterer alle tunge operationer i fremtidige missioner. Andre projekter er i gang for at skabe dybe rummoduler, der fører mennesker til Mars.
Alvorlige forhindringer er tilbage. For eksempel problemet med stråling. ESA-finansierede forskere annoncerede for nylig en enhed, der simulerer rumstråling for at undersøge trusler og udvikle løsninger til at mildne dens virkninger på mennesker og udstyr. I øjeblikket fokuserer rumfartsmedicin på undersøgelsen af, hvordan folk forbliver sunde og modstandsdygtige i det dybe rum.
Der er også spørgsmålet om at være væk hjemmefra. Er folk stærke nok til at overleve en så lang rejse? Der udføres også forskning om dette emne under antarktiske forhold.
I år markeres 60-året for begyndelsen af rumalderen, da Rusland første gang lancerede en rumsatellit. At komme til Mars på mindre end et århundrede fra dette vippepunkt vil være et historisk øjeblik, der indvarsler en ny fremtid for menneskeheden.
ILYA KHEL