Ταξίδι στον Άρη

an image

Ένα πείραμα για το αν ο άνθρωπος μπορεί να αντέξει ψυχολογικά και σωματικά σε ένα ταξίδι στον Άρη ξεκίνησε στην Μόσχα. Έξι εθελοντές από την Ρωσία, Γερμανία και Γαλλία τοποθετήθηκαν μέσα σε μία κάψουλα σε μια προσπάθεια προσομοίωσης μίας επανδρωμένης αποστολής στον κόκκινο πλανήτη, η οποία θα μπορεί να έχει διάρκεια έως και δύο χρόνια. Πρόκειται για πιστή αναπαράσταση μίας αποστολής στο διάστημα, με όλα τα επακόλουθα που υπάρχουν σε μια τέτοιας μορφής αποστολή. Το πείραμα αυτό θα διαρκέσει 3 μήνες και κατά την διάρκειά του, όποιος εθελοντής νιώσει άσχημα, έχει το δικαίωμα να αποχωρήσει. Αυτό το πείραμα αποτελεί μια εισαγωγή, για το βασικό πείραμα που θα διαρκεί 500 ημέρες και θα ξεκινήσει το 2010.

Διάρκεια
Το ταξίδι στον Άρη προγραμματίζεται για το 2030. Οι εκτιμήσεις για τη διάρκεια του ταξιδιού στον Άρη διαφέρουν, αναλόγως της αποστολής που έχει σχεδιαστεί, γενικά για μία αποστολή μετ’ επιστροφής στον Άρη απαιτεί ταξίδι περιπου 2 - 3 ετών. Με τα σημερινά δεδομένα, η διάρκειά του ταξιδιού Γης - Άρη θα είναι έξι με οκτώ μήνες, ενώ οι αστροναύτες θα πρέπει να παραμείνουν στον Κόκκινο Πλανήτη περίπου ενάμιση χρόνο περιμένοντας να βρεθούν ξανά σε ευνοϊκές θέσεις Γη και Άρης και να μπορέσουν να πραγματοποιήσουν το ταξίδι της επιστροφής.

Το πλήρωμα

Το μακρινότερο ταξίδι στην ιστορία του διαστήματος απαιτεί πολλά, τόσο από τις γνώσεις των αστροναυτών όσο και από τις ψυχικές και σωματικές τους ικανότητες. Γι' αυτό η επιτροπή επιλογής θα είναι άκρως σχολαστική στην επιλογή του πληρώματος για τον Άρη. Αυτοί θα μελετήσουν πώς λειτουργεί ο κάθε αστροναύτης σε συνθήκες ψυχολογικής πίεσης, αλλά και πώς εκτιμούν ότι η ομάδα θα λειτουργήσει συλλογικά.
Το πλήρωμα θα αποτελείται, πιθανότατα, από 6-8 άτομα, με ένα κυβερνήτη και ένα πιλότο, δύο μηχανικούς, δύο επιστήμονες - ερευνητές και ένα γιατρό. Ίσως να μη χρειάζεται ένας πιλότος με παραδοσιακή εκπαίδευση αστροναύτη, μια που η προσεδάφιση στον Άρη θα είναι εντελώς αυτοματοποιημένη και θα ελέγχεται από ηλεκτρονικούς υπολογιστές.
Ο κυβερνήτης -ο οποίος κατά πάσα πιθανότητα θα έχει στρατιωτική προϋπηρεσία- θα ευθύνεται για την ασφάλεια, την πλοήγηση, το πλήρωμα και για τον προγραμματισμό των καθηκόντων. Οι δύο μηχανικοί θα είναι ειδικοί στα ηλεκτρονικά και θα έχουν το ρόλο «του μάστορα για τα πάντα» με τα μέσα που θα διαθέτουν. Οι επιστήμονες θα είναι γεωλόγοι, βιολόγοι ή βιοχημικοί. Το καθένα από τα μέλη του πληρώματος θα είναι σε θέση να αντικαθιστά το άλλο, οπότε ο κυβερνήτης, για παράδειγμα, μπορεί να είναι και γιατρός και ένας μηχανικός μπορεί να έχει και καθήκοντα γεωλόγου, για την περίπτωση που συμβεί κάτι σε κάποιο μέλος του πληρώματος.

Το ταξίδι μέχρι τον Άρη

Η καθημερινότητα : Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού στον Άρη τα περισσότερα καθήκοντα τα αναλαμβάνουν οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Αν όλα πάνε καλά, το ταξίδι θα γίνει χωρίς απρόοπτα. Γι' αυτό, ο χειρότερος εχθρός της αποστολής θα είναι η ανία.
Όσο θα περνούν οι μέρες, θα υπάρχει μια συγκεκριμένη ρουτίνα. Τρεις ασχολίες θα είναι οι κυριότερες: η σωματική άσκηση, η εκτέλεση των καθημερινών καθηκόντων και τα γεύματα.
Κλεισμένοι σ' ένα δωμάτιο μικρότερο από καθιστικό επί 9 μήνες, μαζί με τους ίδιους ανθρώπους και σχεδόν χωρίς καμία επαφή με την οικογένεια τους. Η ιδιωτική ζωή των αστροναυτών θα περιορίζεται στην καμπίνα ύπνου, μεγέθους γκαρνταρόμπας, και θα φορούν τα ίδια ιδρωμένα ρούχα για πολλές εβδομάδες. Η καθημερινότητα θα είναι ανυπόφορα μονότονη, κι αν παρουσιαστεί κάτι αναπάντεχο, ενδέχεται να είναι και επικίνδυνο για τη ζωή τους. Αυτές είναι οι σκληρές προϋποθέσεις για τους πρώτους ταξιδιώτες στον Άρη, παρ' όλα αυτά όμως οι εθελοντές δεν είναι λίγοι.
Ο ύπνος: Στο διάστημα δεν υπάρχει διαφορά ανάμεσα στη μέρα και τη νύχτα, αλλά για το πλήρωμα είναι σημαντικό να έχει την αίσθηση του 24ώρου. Αυτό μπορεί να το κάνει, για παράδειγμα, χαμηλώνοντας τον φωτισμό όταν θα πρέπει να "είναι νύχτα" στο σκάφος. Το να ξεκουράζεται το πλήρωμα είναι αποφασιστικής σημασίας. Σε προηγούμενα ταξίδια, οι αστροναύτες δούλευαν πολλές φορές μέχρι αργά το βράδυ κι έτσι την επομένη ήταν κατάκοποι. Σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας μπορεί κανείς εύκολα να κοιμηθεί ακόμα και στην πιο παράξένη στάση, και πολλές φορές οι αστροναύτες κοιμήθηκαν ενώ έκαναν κάποια εργασία. Κάτι τέτοιο μπορεί, φυσικά, να προκαλέσει επικίνδυνες καταστάσεις.
Επικοινωνία: Το πλήρωμα θα αντιληφθεί γρήγορα την ολοένα και μεγαλύτερη απόσταση από τη Γη. Για παράδειγμα, θα αρχίσουν να δυσκολεύονται να επικοινωνήσουν κανονικά με τη Γη λόγω της καθυστέρησης στη λήψη ραδιοσημάτων. Μετά από 1 -2 μήνες ταξίδι θα χρειάζονται αρκετά λεπτά από τη στιγμή που θα στείλουν ένα μήνυμα στη Γη και μέχρι να πάρουν μια απάντηση. Στην πράξη, αυτό λίγο-πολύ θα καταστήσει αδύνατο να συζητήσει κανείς με κάποιον στη Γη. Οι αστροναύτες θα αισθανθούν επίσης τη μεγάλη απόσταση όταν θα βλέπουν μονό τον έναστρο ουρανό, γιατί θα τους φαίνεται πως το διαστημόπλοιο δεν κινείται. Οι αλλαγές που συμβαίνουν στον ουρανό, καθώς το διαστημόπλοιο θα βρίσκεται στα μέσα της διαδρομής του γύρω από τον Ήλιο, θα είναι κατάβάση ανεπαίσθητες. Η Γη και ο Άρης κινούνται πολύ αργά σε σχέση με τα άστρα και σε όλο το ταξίδι, ο Άρης θα φαίνεται απλώς σαν ένα μικρό κόκκινο αστέρι. Ένα, μοναδικό συμβάν θα σπάσει τη μονοτονία: όταν η Γη και η Σελήνη περάσουν μπροστά από τον ηλιακό δίσκο σαν δυο μικρές κουκκίδες, και αυτό ίσως να κάνει το πλήρωμα να συνειδητοποιήσει μια και καλή πόσο μακριά από το σπίτι του βρίσκεται.
Πλησιάζοντας τον Άρη: Τις τελευταίες μέρες πριν από την προσεδάφιση στον Άρη, θα επικρατεί πυρετός προετοιμασιών στο διαστημόπλοιο. Ο κυβερνήτης και ο πιλότος θα εξασκούνται στην προσεδάφιση, γιατί ή είσοδος στην ατμόσφαιρα του Άρη πρέπει να γίνει ακριβώς στη σωστή γωνία. Το πλήρωμα θα μπορεί να ελέγξει τους υπολογισμούς του σταθμού ελέγχου της Γης υπολογίζοντας τη θέση των άστρων. Η γυμναστική θα γίνει ακόμα πιο εντατική επειδή οι αστροναύτες θα πρέπει να είναι σε φόρμα όταν βρεθούν ξανά σε έναν κόσμο βαρύτητας, έστω κι αν αυτή είναι μόνο το 1/3 της βαρύτητας της Γης. Τέλος, όλοι θα πρέπει να προσδεθούν για την επικείμενη είσοδο στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Η βαρυτική έλξη θα φτάσει τα 2 g και έτσι όλοι τους θα πιεστούν για τα καλά πάνω στις θέσεις τους.
Ο μαύρος ουρανός του διαστήματος θα αντικατασταθεί από το έντονα κοκκινωπό πλάσμα της ατμόσφαιρας και σύντομα θα είναι ορατό το κόκκινο ερημικό τοπίο

Προβλήματα και κίνδυνοι

Η απογείωση και η προσεδάφιση είναι δυο επικίνδυνα στάδια μιας διαστημικής αποστολής, κάτι που είδαμε με τις δυο καταστροφικές εκρήξεις του Διαστημικού Λεωφορείου.
Σοβαροί κίνδυνοι μπορεί να προκύψουν στο ταξίδι από Ηλιακές εκρήξεις, σμήνη μετεωριτών, διακοπή ρεύματος, βλάβη στους κινητήρες, βλάβη στους Η/Υ και προβήματα στους αστροναύτες από ατροφία μυών, ανία, αϋπνία, μοναξιά, απομόνωση, το αέναο σκοτάδι, το κρύο, τον εγκλεισμό και την ανεπαρκή υγιεινή.
Κοσμική ακτινοβολία: Η ραδιενέργεια είναι ένας πολύ μεγάλος κίνδυνος για εμφάνιση καρκίνου (έως και 20%), για όποιον ταξιδεύει για μεγάλο χρονικό διάστημα και εκτίθεται στις κοσμικές ακτίνες, για την οποία δεν έχουμε επαρκή προστασία για τόσο μακρινό ταξίδι. Αυτή πάλι δεν είναι τίποτα σε σχέση με τον κίνδυνο που θα υπάρξει εάν συμβεί μια ηλιακή έκρηξη. Μια τέτοια θα εκθέσει το πλήρωμα σε έναν βομβαρδισμό από βλαβερή ακτινοβολία, οπότε το σκάφος θα πρέπει να διαθέτει και ένα καταφύγιο προστασίας.
Υπάρχουν και σκέψεις αρχικά για την αποστολή μαϊμούδων αντί για ανθρώπους. Αν και το πιθηκοειδές θα βρίσκεται υπό την προστασία και φροντίδα ενός ρομπότ κατά τη διάρκεια της αποστολής, η απόφαση αναμένεται να προκαλέσει την έντονη αντίδραση των φιλοζωικών οργανώσεων. Το Ινστιτούτο Mikvabia που σχεδιάζει την αποστολή, δήλωσε πως ένα ρομπότ θα συντροφεύει την πρώτη μαϊμού στον Άρη, ώστε να την ταΐζει, να την καθαρίζει και να την φροντίζει.
Απώλεια οστεϊκής μάζας: Λόγω απώλειας οστεϊκής μάζας που προκαλείται από την έλλειψης βαρύτητας υπάρχει κίνδυνος για κατάγματα σε χέρια και πόδια, κάτι ανάλογο με την οστεοπόρωση. Οι αστροναύτες μπορούν να περιορίσουν ένα μέρος των αρνητικών συνεπειών που επιφέρει η έλλειψη βαρύτητας, κάνοντας γυμναστική για τουλάχιστον 2 ώρες ημέρα. Ωστόσο, η γυμναστική μπορεί αποβεί αρκετά υγρή γιατί όταν θα ιδρώνουν, ο ίδρωτας θα παραμένει πάνω στο κορμί τους λόγω της έλλειψης βαρύτητας. Στον ρωσικό διαστημικό σταθμό Mir οι αστροναύτες άλλαζαν ρούχα κάθε δεύτερη εβδομάδα. Κάθε δύο μήνες πετούσαν τα ρούχα τους σε ένα άδειο σκάφος που χρησίμευε ως αποθηκευτικός χώρος. Όμως στο ταξίδι για τον Άρη η αλλαγή των ρούχων κάθε δεύτερη εβδομάδα θα είναι μια πολυτέλεια.
Τροφή: Το θέμα του φαγητού μπορεί να μην είναι το πρώτο στη λίστα με τις δυσκολίες της αποστολής, αλλά σίγουρα είναι από τα πιο σημαντικά. Το πλήρωμα πρέπει να έχει μαζί του περίπου 20.000 γεύματα, προσυσκευασμένα κι έτοιμα για άμεση κατανάλωση όταν ανοιχθούν ή έτοιμα με την προσθήκη νερού. Πρέπει, επίσης, να διατηρούνται για πέντε χρόνια ανέπαφα από τις ακραίες συνθήκες του διαστημικού ταξιδιού και στις θερμοκρασίες του Άρη, καθώς και στις «επιθέσεις» κάθε είδους μικροοργανισμών. Προς το παρόν, η ΝΑSΑ έχει αναπτύξει στρατηγικές προκειμένου να διατηρεί τα τρόφιμα βρώσιμα με ασφάλεια για δύο χρόνια.
Οι μαγειρεμένες τροφές ακτινοβολούνται ή θωρακίζονται από τους μικροοργανισμούς με τη χρήση της θερμότητας. Ακόμα, χρησιμοποιείται η αποξήρανση εν ψυχρώ για να αφαιρεθεί από τις τροφές το νερό που δίνει στα βακτήρια εύφορο έδαφος για να αναπτυχθούν. Στο διαστημικό λεωφορείο προστίθεται νερό σε αυτές τις τροφές. Στον Άρη, όμως, η έλλειψη νερού θα αποτελέσει πρόβλημα για τη συγκεκριμένη τακτική
Οι επιστήμονες έπρεπε να διαλέξουν μια σειρά από φυτά, τα οποία όχι μόνο θα ήταν ανθεκτικά σε αφιλόξενο περιβάλλον αλλά και που θα μπορούσαν να παράσχουν στον ανθρώπινο οργανισμό όλες τις απαραίτητες θρεπτικές πρώτες ύλες. Έτσι λοιπόν κατέληξαν σε εννέα τροφές: ρύζι, κρεμμύδι, ντομάτα, σόγια, πατάτα, μαρούλι, σπανάκι, σιτάρι και σπιρουλίνα που είναι ένα φυτό που μοιάζει με φύκι και με διατροφική αξία ιδιαίτερα υψηλή.
«Αν δεν λυθεί αυτό το ζήτημα, δε θα ξεκινήσουμε για τον Άρη», λέει η Μισέλ Περτσόνοκ, υπεύθυνη για την προηγμένη τεχνολογία τροφίμων της ΝΑSΑ. «Είναι ένα επιστημονικό πρόβλημα όπως όλα τα άλλα και θα βρούμε την άκρη».

Η ζωή στον Άρη

an imageΤο όνειρο των επιστημόνων είναι το ζωντάνεμα ενός πλανήτη και η δημιουργία κλιματικών συνθηκών παρόμοιων με της Γης, όπου νερά θα κυλάνε, χορτάρι θα φυτρώνει και δένδρα θα κάνουν καρπούς.
Στο γειτονικό πλανήτη υπάρχουν εν αφθονία όλα εκείνα τα στοιχεία με τα οποία δομήθηκε η ζωή στη Γή: οξυγόνο, υδρογόνο, άνθρακας, άζωτο και υπάρχουν οι βασικές προυποθέσεις να γίνει το όνειρο πραγματικότητα
Αρχικά πρέπει να κατασκευαστεί μια βάση που θα φιλοξενήσει τους πρωτους άποικους-ερευνητές που θα ζούν μέσα σε διαφανείς θόλους με ατμοσφαιρική πίεση που θα τους επιτρέπει να εργάζονται αναπνέοντας από απλές αναπνευστικές συσκευές και οχι φορώντας βαρειά διαστημικά σκάφανδρα, όπως θα έκαναν αν κυκλοφορούσαν στο πραγματικό περιβάλλον του πλανήτη. Οι θόλοι θα είναι κατασκευασμένοι από διαφανή και ανθεκτικά υλικά και θα αφήνουν το φως να μπαίνει μέσα, ενώ ταυτόχρονα θα προστατεύουν τους ανθρωπους από την επικίνδυνη ηλιακή ακτινοβολια.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, για να αρχίσει να αποκτά ο πλανήτης περιβάλλον κατάλληλο για ζωή είναι να δημιουργηθεί ατμόσφαιρα και να αυξηθεί η θερμοκρασία του. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι ο πλέον κατάλληλος μηχανισμός για να συμβεί αυτό. Η ατμόσφαιρα που θα αρχίσει να δημιουργείται θα εγκλωβίζει την ηλιακή ενέργεια που με τη σειρά της θα αυξάνει τη θερμοκρασία. Για να δημιουργηθεί όμως κατάλληλη ατμόσφαιρα πρέπει με κάποιο τρόπο να απελευθερωθεί το οξυγόνο που βρίσκεται δεσμευμένο στους πολικούς πάγους, στο διοξείδιο του άνθρακα της σημερινης υποτυπώδους ατμόσφαιρας και στα πετρώματα του υπεδάφους. Ένας τρόπος είναι με φυτά που θα καταλώνουν το διοξείδιο του άνθρακα (όπως εξάλλου γίνεται και στη Γη) και θα παράγουν οξυγόνο. Ενας άλλος τρόπος είναι να πάρουν το οξυγόνο από τους αστεροειδείς-παγάκια που κυκλοφορούν στην περιοχή. Ενας τρίτος είναι από τα πετρώματα του υπεδάφους.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες τα πανύψηλα ηφαίστεια δείχνουν από μακριά σαν οι "ιδανικοί" τόποι όπου μπορεί να ξεκινήσει το θαύμα της ζωής παίζοντας το ρόλο της ζεστής μήτρας.
Οι πρωτοι παγοι θα αρχίσουν να λιώνουν, να σχηματιζονται οι πρώτες λιμνούλες και να τρέχουν τα πρώτα ρυάκια. Πάνω στους αγονους βράχους θα αρχισουν να φυτρώνουν τα πρώτα βρύα και οι λειχήνες. Στις απότομες πλαγιές θα ξεπεταχθούν τα πρώτα δένδρα που η μικρή βαρύτητα του πλανήτη θα τα κάνει να έχουν λεπτούς κορμούς και να ψηλώνουν πολύ γρήγορα. Σύντομα θα σχηματισθούν τα πρώτα δάση με υψη που θα ξεπερνούν τα 100 μέτρα. Αυτά θα παράγουν οξυγόνο που θα αυξάνει την πυκνότητα της ατμόσφαιρας που θα συγκρατεί την πολύτιμη ηλιακή ακτινοβολία που θα αυξάνει τη θερμοκρασία, που θα μεγαλώνει τα φυτά κ.ο.κ., όλα αυτά σε έναν ατέρμονο και ζωογόνο κύκλο, τον κύκλο της ζωής. Σιγά-σιγά το αμυδρό ροζ χρώμα της ατμόσφαιρας θα αρχίσει να αντικαθίσταται από ένα ξεπλυμένο μπλέ στην αρχή και ανοιχτό γαλάζιο μετά. Τα πρώτα πραγματικά σύννεφα θα αρχίσουν να εμφανίζονται στον ουρανό του πλανήτη.
Οι πρώτες βροχές θα ξαναπέσουν, μετά από τρία δισεκατομμύρια χρόνια, δίνοντας ζωή στο άγονο χώμα του μεγάλου κάνυον Chasm of the Dawn και της μεγάλης πεδιάδας Hellas.
NASA, Αρθουρ Κλαρκ, Άρθρο: Ντίνος Γιώτης


Ποιος θα πληρώσει για όλα αυτά;
Δεδομένου του ότι η NASA δεν θα το κάνει, τελικά πρέπει να είναι μια διεθνής εμπορική συνεργασία. Κανείς δεν θα ξεκινήσει να έχει μόνιμη παρουσία στον Άρη, χωρίς κάποια εμπορική συμφωνία. Οι ανακαλύψεις που θα γίνουν εκεί, θα πρέπει να πατενταριστούν για να μπορέσουν να φέρουν τα απαραίτητα έσοδα. Φανταστείτε τα τηλεοπτικά δικαιώματα (πόσοι άνθρωποι πληρώνουν για δικαιώματα ποδοσφαιρικών αγώνων), μιλάμε για τεράστια ποσά. Ένα θέαμα σαν αυτό, με θέμα την διαβίωση σε ένα άλλο πλανήτη, θα άξιζε τα λεφτά της. Φυσικά, μπορούμε να έχουμε πιο φιλόδοξες ιδέες, όπως οι επενδύσεις κτηματαγοράς στον Άρη με ορίζοντα αξιοποίησης μερικών αιώνων. Όμως πρέπει να βρεθούν οι κατάλληλοι άνθρωποι που θα πιστέψουν σ’ αυτό.
Paul Davies - Θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα
Κείμενο της παρουσίασης NASA Astrobiology Science Conference 2008



ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΕΣ ΑΝΑΛΟΓΙΕΣ

     
  ΑΡΗΣ ΓΗ
Απόσταση από τον Ήλιο 228 (εκατ.χλμ) 150 (εκατ.χλμ)
Περίοδος περιστροφής 687 (γήινες) μέρες 364 (γήινες) μέρες
Διάρκεια ημέρας 24h 40m 24h
Διάμετρος (χιλ.χλμ.)  6787 km  12765 km
Κλίση  24 23
Βαρύτητα 371 cm/sec 981 cm/sec
Ατμοσφαιρική σύσταση CO2  97%, Ν2 3% N2 78%, O2 21%
Θερμοκρασία +10  έως -120 C +40 έως -50C


Το πρόγραμμα
an image
Υπεύθυνοι προγράμματος
Μαρία Τσιοπούλου
Κώστας Τσέλιος

Συμμετέχοντες μαθητές
Φίλιππος Σαμανόπουλος

Πάμε Διάστημα
  • Περίληψη του προγράμματος

    1. Ιστορική αναδρομή στις προσπάθειες του ανθρώπου να ταξιδέψει έξω από την Γη.
    2. Οι λόγοι που ο άνθρωπος κάνει όλες αυτές τις προσπάθειες, όπως και αν υπάρχει ανάγκη να γίνουν
    3. Οι κίνδυνοι και οι δυσκολίες σε όλα αυτά τα σχέδια
    4. Το σημείο πού είμαστε σήμερα σε όλη αυτή την προσπάθεια
    5. Τα σχέδια για το εγγύς και απώτερο μέλλον
    6. Ένα εικονικό ταξίδι στον Άρη

  • Νέα

    Ένας νέος κινητήρας ιόντων (VASIMR) που βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο ενδεχομένως να συντομεύσει το ταξίδι σε μόλις 39 ημέρες!