NASA har en ny vision for rumfart: i de kommende årtier vil mennesker lande på Mars og udforske den røde planet. Kort besøg vil føre til længere ophold og måske en dag til kolonier.
Men først vender vi tilbage til Månen.
Hvorfor månen foran Mars?
”Månen er et naturligt første skridt,” forklarer Philip Metzger, fysiker ved NASA Kennedy Space Center. ”Det er i nærheden. Vi kan øve os på at leve, arbejde og gøre videnskab der, inden vi tager længere og mere risikable ture til Mars. ”
Månen og Mars har meget til fælles. Månen har kun en sjette Jordtyngdekraft; Mars har en tredjedel. Månen har ingen atmosfære; den Martiske atmosfære er meget sjælden. Månen kan blive meget kold, så lav som -240o C i skygger; Mars varierer mellem -20o og -100o C.
Endnu vigtigere er begge planeter dækket med silt-fint støv, kaldet "regolit". Månens regolit blev skabt af den uophørlige bombardement af mikrometeoritter, kosmiske stråler og partikler af solvind der nedbryder klipper i milliarder af år. Martolsk regolit blev resultatet af virkningerne af mere massive meteoritter og endda asteroider plus aldre med daglig erosion fra vand og vind. Der er steder på begge verdener, hvor regolitten er 10+ meter dyb.
At betjene mekanisk udstyr i nærværelse af så meget støv er en formidabel udfordring. Lige sidste måned var Metzger formand for et møde om emnet: "Granular Materials in Lunar and Martian Exploration", der blev afholdt i Kennedy Space Center. Deltagerne kæmpede med problemer, der spænder fra grundlæggende transport (“Hvilken slags dæk har en Mars-buggy brug for?”) Til minedrift (“Hvor dybt kan du grave, før hullet kollapser?”) Til støvstorme - både naturlige og kunstige (“Hvor meget støv vil en landing raket slå op? ”).
Det er ikke let at besvare disse spørgsmål på Jorden. Moondust og Mars støv er så… fremmed.
Prøv dette: Kør fingeren hen over skærmen på din computer. Du får en lille rest af støv, der klæber til fingerspidsen. Det er blødt og uklar - det er jordstøv.
Månestøv er anderledes: ”Det er næsten som fragmenter af glas eller korale – ulige former, der er meget skarpe og sammenkoblede,” siger Metzger. (Se et billede af månestøv.)
”Selv efter korte måneture fandt Apollo 17-astronauter støvpartikler, der havde fastklemt skulderfugene på deres rumdragter,” siger Masami Nakagawa, lektor i minedriftsteknisk afdeling i Colorado School of Mines. "Moondust trængte ind i tætninger, hvilket fik rumdragtene til at lække noget lufttryk."
I solbelyste områder tilføjer Nakagawa, fint støv opløftet over Apollo-astronauternes knæ og endda over deres hoveder, fordi individuelle partikler blev elektrostatisk ladet af solens ultraviolette lys. Sådanne støvpartikler irriterede deres øjne og lunger, når de spores ind i astronauternes habitat, hvor de ville blive luftbårne. ”Det er et potentielt alvorligt problem.”
Støv er også allestedsnærværende på Mars, selvom Mars-støv sandsynligvis ikke er så skarpt som moondust. Forvitring udjæder kanterne. Ikke desto mindre pisker Mars-støvstorme disse partikler 50 m / s (100+ mph), skur og bærer enhver udsat overflade. Som roverne Spirit og Opportunity har afsløret, er Mars-støv (som moondust) sandsynligvis elektrisk ladet. Det klæber fast til solpaneler, blokerer for sollys og reducerer mængden af strøm, der kan genereres til en overflademission.
Af disse grunde finansierer NASA Nakagawa's Project Dust, en fire-årig undersøgelse, der er dedikeret til at finde måder at mindske virkningen af støv på robot- og menneskelig efterforskning, lige fra design af luftfiltre til tyndfilmbelægninger, der afviser støv fra rumdragter og maskiner .
Månen er også et godt testgrundlag for, hvad missionplanlæggere kalder ”ressourceudnyttelse in situ” (ISRU) –a.k.a. "Lever af landet." Astronauter på Mars vil ønske at mine visse råmaterialer lokalt: ilt til vejrtrækning, vand til drikkevand og raketbrændstof (i det væsentlige brint og ilt) til rejsen hjem. ”Vi kan prøve dette på månen først,” siger Metzger.
Både Månen og Mars menes at have vand frosset i jorden. Beviserne for dette er indirekte. NASA og ESA rumfartøj har opdaget brint - formodentlig H i H2O - i Marsjord. Formodede iskolde aflejringer spænder fra Mars-polerne næsten til ækvator. Lunaris er på den anden side lokaliseret nær Månens nord- og sydpoler dybt inde i krater, hvor Solen aldrig skinner, ifølge lignende data fra Lunar Prospector og Clementine, to rumfartøjer, der kortlagede Månen i midten af 1990'erne.
Hvis denne is kunne udgraves, optøes og bruges i brint og ilt ... Voila! Øjeblikkelig forsyning. NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, der lanceres i 2008, vil bruge moderne sensorer til at søge efter forekomster og finde mulige minedriftsteder.
”Månepolerne er et koldt sted, så vi har arbejdet med mennesker, der er specialiserede på kolde steder for at finde ud af, hvordan man lander på jorden og grave i permafrosten for at grave ud vand,” siger Metzger. Premier blandt NASAs partnere er efterforskere fra Army Corps of Engineers 'Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL). De vigtigste udfordringer inkluderer måder til landing af raketter eller opbygning af levesteder på isrig jord, uden at deres varme smelter jorden, så den kollapser under deres vægt.
Test af al denne teknologi på Månen, som kun er 2 eller 3 dage væk fra Jorden, bliver meget lettere end at teste den på Mars, seks måneder væk.
Så ... til Mars! Men først månen.
Originalkilde: [beskyttet via e-mail]
