Mensen naar Mars brengen is een uitdaging

In de late jaren zestig bewezen de Verenigde Staten aan de wereld dat het mogelijk was om mensen op de maan te landen. Tegenwoordig, tientallen jaren na die eerste missie, willen mensen weer naar een andere wereld reizen, maar niet alleen naar de maan. Nu willen ze op Mars lopen. Innovaties in ruimtevaartuigen, materialen en ontwerpen zullen nodig zijn om een ​​dergelijke missie te volbrengen, en die uitdagingen worden aangegaan door nieuwe generaties ingenieurs en wetenschappers. Het bezoeken en koloniseren van die werelden vereist complexe ruimtevaartuigen, niet alleen om mensen daar te krijgen, maar om ze te beschermen zodra ze aankomen.

De raketten van vandaag zijn veel krachtiger, veel efficiënter en veel betrouwbaarder dan die van de Apollo-missies. De elektronica die het ruimtevaartuig bestuurt en die helpt de astronauten in leven te houden, verandert voortdurend, en sommige ervan worden elke dag gebruikt, in mobiele telefoons die de elektronica van Apollo te schande maken. Tegenwoordig is elk aspect van de bemande ruimtevlucht aanzienlijk meer ontwikkeld. Dus waarom zijn mensen dan nog NIET naar Mars geweest??

Naar Mars komen is moeilijk

De kern van het antwoord is dat de schaal van wat een reis naar Mars ongelooflijk groot en complex is. De uitdagingen zijn formidabel. Bijna tweederde van de Mars-missies heeft bijvoorbeeld een mislukking of een ongeluk gehad. En dat zijn alleen maar robotachtige! Het wordt belangrijker wanneer mensen beginnen te praten over het sturen van mensen naar de Rode Planeet! 

Denk na over hoe ver ze zullen moeten reizen. Mars is ongeveer 150 keer verder weg van de aarde dan de maan. Dat klinkt misschien niet als veel, maar denk na over wat dat betekent in termen van toegevoegde brandstof. Meer brandstof betekent meer gewicht. Meer gewicht betekent grotere capsules en grotere raketten. Alleen al die uitdagingen brengen een reis naar Mars op een andere schaal dan eenvoudig "hoppen" naar de maan (wat maximaal een paar dagen duurt).

Dat zijn echter de enige uitdagingen. NASA heeft ruimtevaartuigontwerpen (zoals Orion en Nautilus) die de reis zouden kunnen maken. Andere agentschappen en bedrijven hebben plannen om naar Mars te gaan, zoals SpaceX en de Chinese overheid, maar zelfs zij zijn nog niet helemaal klaar om de sprong te wagen. Het is echter vrij waarschijnlijk dat een of andere vorm van een missie zal vliegen, misschien op zijn vroegst binnen een decennium.

Een weergave van een kunstenaar van SpaceX's interplanetaire transportsysteem dat Mars nadert met een bemanning. SpaceX, gedoneerd aan het publieke domein.  

Er is echter nog een uitdaging: tijd. Omdat Mars zo ver weg is en in een andere snelheid rond de Zon draait dan de Aarde, moet NASA (of iemand die mensen naar Mars stuurt) de tijd heel precies lanceren op de Rode Planeet. Missieplanners moeten wachten tot het beste 'window of opportunity' wanneer de planeten zich in de juiste orbitale uitlijning bevinden. Dat geldt zowel voor de reis daar als voor de reis naar huis. Het venster voor een succesvolle lancering opent slechts om de paar jaar, dus timing is cruciaal. Ook kost het tijd om veilig naar Mars te komen; maanden of mogelijk zelfs een jaar voor de enkele reis. 

Hoewel het misschien mogelijk is om de reistijd tot een maand of twee te verkorten met behulp van geavanceerde aandrijftechnologie die momenteel wordt ontwikkeld, moeten de astronauten eenmaal op het oppervlak van de Rode Planeet wachten tot de aarde en Mars weer correct zijn uitgelijnd voordat ze terugkeren. Hoe lang gaat dat duren? Anderhalf jaar tenminste.

Omgaan met het probleem van tijd

Het lange tijdschema voor reizen van en naar Mars veroorzaakt ook in andere gebieden problemen. Hoe krijgen de reizigers voldoende zuurstof? Hoe zit het met water? En natuurlijk eten? En hoe omzeilen ze het feit dat ze door de ruimte reizen, waar de energetische zonnewind van de zon schadelijke straling rond het ruimteschip verzendt? En er zijn ook de micrometeorieten, het puin van de ruimte, die het ruimteschip of het ruimtepak van een astronaut dreigen te doorboren.

De oplossingen voor deze problemen zijn moeilijker te bereiken. Maar ze zullen worden opgelost, waardoor een reis naar Mars mogelijk wordt. De astronauten beschermen in de ruimte betekent het ruimtevaartuig bouwen van robuuste materialen en het beschermen tegen de schadelijke stralen van de zon.

De problemen van voedsel en lucht moeten met creatieve middelen worden opgelost. Het kweken van planten die zowel voedsel als zuurstof produceren, is een goed begin. Dit betekent echter dat als de planten doodgaan, het vreselijk misgaat. Dat gaat er allemaal vanuit dat je genoeg ruimte hebt om het aantal planeten te laten groeien dat nodig is voor zo'n avontuur.

Astronauten kunnen eten, water en zuurstof meenemen, maar voldoende benodigdheden voor de hele reis zullen gewicht en grootte toevoegen aan het ruimtevaartuig. Een mogelijke oplossing zou kunnen zijn om materialen op Mars vooruit te sturen, op een losgeschroefde raket om op Mars te landen en te wachten wanneer de mensen daar aankomen. Dat is een zeer uitvoerbare oplossing die verschillende missieplanners overwegen.

Het concept van een kunstenaar van een voedselproductie-eenheid op Mars met het schema dat de plantenkolonisten nodig zouden hebben. NASA

NASA is ervan overtuigd dat het deze problemen kan overwinnen, maar we zijn er nog niet helemaal. SpaceX zegt dat het zich klaarmaakt. De plannen uit andere landen zijn minder bekend, maar ze nemen Mars ook serieus. Toch zijn de plannen nog steeds erg theoretisch. In de komende twee decennia hopen missieplanners de kloof tussen theorie en realiteit te dichten. Misschien kan de mensheid eigenlijk astronauten naar Mars sturen op lange-termijnmissies van exploratie en uiteindelijke kolonisatie.

Bijgewerkt en bewerkt door Carolyn Collins Petersen.