火星旅行の知られざるリスク: 火星への旅行中に地球人を待ち受ける試練とは?

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2024-04-13 22:10:24

赤い惑星へのミッションに関しては、未解決の問題が数多くあります。 たとえば、放射線から始めることができます。これは、地球の保護放射線帯の外側を飛行したり滞在したりするときによく言及されます。 しかし、驚くべきことに、これは最大の複雑さではありません。 ローバー 好奇心 火星に向かう途中とその表面で測定を実施し、その結果、次のような研究結果が得られました。 そこへの180日間の飛行、地球上での600日間、そして帰りのさらに180日間の間に、乗組員一人一人が1.1シーベルトの放射線を受けることになる。 しかし、たとえば ESA は、宇宙飛行士の全キャリアに対して 1 シーベルトという制限を設定しています。

もちろん、それは太陽活動、船の遮蔽、飛行時間や滞在時間などを含む多くの要因によって左右されます。しかし、記載されている放射線のレベルは決して管理できないものではありません。 探査機による測定から得られた重要な発見は、地球の 1% に相当するすでに薄い大気が宇宙飛行士を十分に保護しているということでした。 さらに、最大の危険は火星の接近と火星の軌道上に留まることであり、逆にそこの薄い大気でも十分な保護が得られるということは、将来の植民者にとって朗報となるかもしれない。

放射線だけじゃないよ

4回の宇宙飛行士を務めたアメリカ人も、放射線に重点が置かれすぎて他の健康面が忘れられているという意見に同意する リロイ・チャオ: 「放射線は懸念されていますが、それが最大の問題ではないと思います。私の知る限り、長期の宇宙飛行と放射線に関連した臨床問題の例はありません。それをよりよく知るには、次のことが必要です。」この場合、宇宙飛行士はモルモットのようなものですが、個人的には、飛行中に目の機能が低下するなど、より深刻な合併症があると思います。それは頭蓋内圧や体内の体液の再調整に関係しているのです。」

宇宙飛行士の視力は微小重力環境では実際に低下し、多くは「永久的な視力変化」を持って地球に帰還します。 上記のことは、惑星間を飛行する場合だけでなく、重力が 3 分の 1 である火星の表面で作業する場合にも考慮する必要があります。。 結局のところ、人間は純粋に地球上の条件で進化しており、人間にとって自然な環境は他にないということを忘れてはなりません。 赤い惑星を「征服」するときに人体が直面する可能性のあるすべての課題を簡単にリストアップすると、骨格と筋肉量、有酸素持久力、運動能力、視覚障害のリスク、栄養素の吸収、宇宙線に対する反応、多くの物質への曝露、その他多くのこと。

無重力状態から重量状態へ

私たちはこの10年間、ステーション上の人類に対する宇宙環境の長期的な影響に関するデータを収集する必要があります。 ゲートウェイ、シス月空間、つまり月の近くに位置しますが、その軌道上にはありません。 ただし、前述の基地への飛行は年に1回とされており、ミッションは数週間から数か月まで徐々に延長されるため、作業はゆっくりと進むだろう。 長いものはまだ計画されていません。

惑星間空間および無重力状態での長期滞在に加えて、宇宙飛行士の体調という形での他の困難もあります。 地球に帰還した後の最初の数時間と数日は、彼らにとって非常に困難です。 半年間の無重力状態と困難な着陸を経て、火星の征服者たちはどんな気持ちになるでしょうか? 重力が 3 分の 1 であるにもかかわらず、すぐに宇宙服を着て周囲の探索に出かけることはできません。 乗務員は飛行中に激しい運動をしているにもかかわらず、これは筋肉の消耗であり、血圧低下でもあります。

ドイツ人 トーマス・ライター 地球への帰還を次のように説明した。」通常、5、6日後にそのように感じ始めます。 しかし、たとえば立ち上がるときなどにはまだ不安を感じます。 そして、本当に激しい運動をすれば、約 5 ～ 6 週間で完全な状態に戻ります。」 したがって、火星への着陸とその表面での「人類の小さな一歩」の間には何日も経過し、本格的な作業が可能になるのは数週間後になる可能性が非常に高い。

適切な乗組員

しかし、心理的な問題も忘れてはなりません。 施設の広さと乗組員の規模のおかげで、今日の ISS 居住者は潜水艦酔いに悩まされる必要がありません。 しかし、宇宙船のスペースはそれほど広くなく、おそらく宇宙飛行士の数も少なく、旅にはさらに時間がかかるでしょう。 惑星の相対的な位置にもよりますが、無線信号が火星に到達するまでに 3 ～ 22 分 (通常は約 11 分) かかるため、乗組員は地球とリアルタイムで通信することはできません。 さらに、問題の「開拓者」は宇宙の暗闇しか見ていないでしょう。 地球は離陸直後に、より目立つ「星」に変わりますが、一方、火星は飛行の直前にのみ窓の外で大きくなります。

「宇宙飛行士は、視点を変えて宇宙から帰還することがよくあります。 彼らは環境、精神性、信仰にもっと興味を持っています。」 精神への影響を思い出させる マーク・ジャーブラム メルボルン大学。 ただし、乗組員の構成は精神的な健康にも左右される必要があります。 男性のみ、女性のみ、または混合チームで飛行しますか? 各オプションには長所と短所があります。 そして何人の宇宙飛行士が旅に出るのでしょうか？ 心理学者の中には、意思決定をする際に常に過半数が得られるように奇数を推奨する人もいます。 ただし、可能かつ合理的かつ安全に派遣できる人数に応じて、エンジニアが主な発言権を持つことになるでしょう。 NASAは通常、乗組員は4人を予定しているが、そのオリオン宇宙船は火星への旅行の場合には最大6人の宇宙飛行士を収容できるはずだ。

いずれにせよ、彼らはすでに宇宙飛行の経験もあるベテランたちだろう。 長期間の無重力状態や特定の食べ物に体がどのように反応するかが不明な初心者を数年の旅に行かせる勇気のある人は誰もいません。 地球上では問題のない特定の食品が、宇宙にいる宇宙飛行士に吐き気を引き起こすことは、今日の実践ですでに証明されています。

宇宙的な味わいが良いですね！

そこで、食事の問題が浮上しますが、この問題はまだ解決されていません。 国際宇宙ステーションの食糧の標準的な保存期間は 12 ～ 18 か月ですが、火星への最も楽観的なミッションにも十分ではありません。 つまり、賞味期限が3年程度の原材料を用意しなければなりません。。 同時に、同じ缶詰を1日3回開けると宇宙飛行士はおそらく狂気の淵に陥る可能性があるため、食事は十分に変化させなければなりません。

ただし、上記の食品は冷凍できませんが、電力供給に問題がある場合に備えて室温で保管する必要があります。 この文脈において、ロシアの科学者たちは、「食用」という言葉が非常に重要な役割を果たしているようで、3年間食べられるパンを開発したと発表した。 言及されたメッセージは何らかの形で影響を与える可能性がありますが、それは将来の火星への旅にとって比較的基本的に重要です。

技術的な課題

もちろん、技術的な側面も無視することはできません。 このミッションには十分に堅牢で信頼性の高いハードウェアが必要ですが、同時に文字通りすべてのグラムが節約されます。 したがって、この技術は、設計と動作中の磨耗の両方の点で最大限の信頼性を提供する必要があります。 かなりの量の予備部品も持っていく必要がありますが、船の重量が耐えられないほど増加するため、すべてを運ぶことはできません。 取り返しのつかない欠陥の脅威は、ダモクレスの剣のように宇宙飛行士たちに襲い掛かるだろう。 天力学の法則、かなりの距離と時間の制約により、必要な場合でも交換部品をお送りすることができません。 したがって、乗組員と船舶は文字通りあらゆることに備え、現在利用可能なもので対応する必要があります。

最大限の信頼性は、いくつかの方法で達成できます。具体的には、可能な限りの簡素化、部品の互換性、統合、または制御と監視の重視によって実現できます。 それにもかかわらず、この遠征には、すべてが正確に機能することが絶対に必要な場合、そして一歩も退くことができない場合に、数十の重要なポイントが含まれます。 ところで、現在の宇宙飛行と計画されている火星探査の根本的な違いはそこにあります。 たとえば、輸送船が技術的な障害により ISS に接続できなくなった場合、輸送船は時期尚早に地球に帰還することになります。 しかし、同じ理由で火星から帰還する上陸用舟艇と母船を接続できなければ、乗組員は命の直接の危険にさらされることになる。。

着陸します – でもどうやって？

探査機が証明したように 忍耐力、今日、私たちは火星に1トンを少し超えるものを安全に運ぶことができますが、もちろん、これは宇宙飛行士が着陸するには十分ではありません。 遠征を数回に分けたとしても、最低でも20トンの船が必要で、現実的にはその2～3倍になります。 さらに、火星着陸モジュールは、重力状態と無重力状態の両方で動作する必要がありますが、それは限られたモード、つまり赤い惑星の表面に着陸する前とそこから離陸した後の場合に限られます。

火星に輸送する貨物の重量を軽減するために、 彼らは、現場で直接推進剤を生産する多くのシナリオを計算しています。 したがって、モジュールは空のタンクで着陸し、たとえば液体酸素とメタンを大気から取得して「燃料補給」します。 ただし、同様のプロセスには時間がかかる可能性があり、「製油所」にも重量があり、エネルギーも大量に消費します。。 どうやら、推進剤を製造する無人機械を事前に送る必要があるようです。 その後宇宙飛行士が到着すれば、それに乗って離陸するか、少なくともタンクに燃料を補給することができるだろう。

ゴミのジレンマ

一見平凡に見える廃棄物の問題は、火星への旅とも関連しているため、「廃棄物をどこに持っていくのか？」という失礼ではない質問も生まれます。 が提供されます。 今日、軌道上の状況は比較的簡単に解決されています。不要な物質は退役した貨物船に持ち去られ、大気の濃い層で燃え尽きます。 たとえば、使用できない宇宙服が小型人工衛星として機能するために「船外」に投げ捨てられることもあります。 ただし、火星探査では同様の手順は使用されません。 プラネテレットに向かっている補給船はないので、廃棄物は持ち去られません。 さらに、それを例えば大きな袋に入れて捨てることはほとんどできません。有人船の近くで制御不能な大きな物体が移動することから生じる危険性を考慮したとしても、依然として地球を汚染する重大なリスクが存在します。陸生生物。

現在、火星に向かうすべての探査機は非常に慎重に滅菌されており、これは火星軌道上で働く自動機械にも当てはまります。なぜなら、それらはいつか大気圏に降下し、その破片が地表に着陸するからです。 プローブ燃料も高温加熱殺菌！ しかし、廃棄された廃棄物は地球に到達する可能性が高く、大気中を生き残った微生物が地球を汚染する可能性があり、その後増殖して潜在的な生命の細菌を排除する可能性があります。 いずれにしても、彼らは将来の研究を完全に無効にするでしょう。

火星に着陸した後も、同じ「ゴミのジレンマ」を解決する必要があります。 月面は死体であり、生命にはまったく適していないため、宇宙飛行士は月面に不要な物質をすべて残す可能性があります。 しかし、赤い惑星では、たとえば宇宙トイレの内容物が毎日地表に注ぎ込まれ、その後生命の痕跡が探索されるなどということは想像するのが難しい。 残念ながら、私たちはまだ解決策を知りません。 最も保守的な方法であっても、4 人の乗組員が地球と火星の間を飛行する間にほぼ 10 トンの廃棄物が発生します。 赤い惑星から青い惑星に生命体が持ち込まれる可能性があるリスクは言うまでもありません。

古いことわざにこうあります。私たちは20年後には火星に飛ぶでしょう。 そしてそれはあと数十年は真実だろう」。 記載されているすべての困難や障害にもかかわらず、このことわざが現実にならないことを祈ることしかできません。

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