Die Milchstra├če: Wie man es im Sommernachthimmel sieht

Dass Stiefel bis Ende der 2030er Jahre auf dem Mars sind, ist nicht nur ein Wunschtraum, legt eine neue Studie nahe.

Die NASA könnte im Jahr 2039 auf dem Roten Planeten Astronauten landen, ohne die Bank zu sprengen, vorausgesetzt, die Weltraumbehörde unternimmt einen schrittweisen Ansatz, der eine bemannte 2033 Reise zum Marsmond Phobos einschließt, so die Studie.

"Mars ist möglich, und in einem Zeithorizont von Interesse", sagte Hoppy Price vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, am 20. Mai während einer Präsentation mit der Arbeitsgruppe der Future In-Space Operations (FISO) der Raumfahrtbehörde. "Es könnte in unserem Leben passieren, und es würde nicht eine Billion Dollar kosten, es zu tun." [5 bemannte Mission zum Mars Ideen]

Durch Phobos gehen

Astronauten auf den Mars zu schicken, ist die langfristige Priorität des Weltraumprogramms der NASA. Tatsächlich hat Präsident Barack Obama die Agentur angewiesen, Mitte der 2030er Jahre Menschen in die Nähe des Roten Planeten zu bringen.

"Die Umgebung" umfasst die Marsumlaufbahn. Und es ist wahrscheinlich eine gute Idee, Astronauten in den Orbit zu bringen - speziell nach Phobos oder Deimos, einem der zwei winzigen Monde des Mars - bevor sie versuchen, sie auf der staubigen Marsoberfläche zu landen, sagte Price. Die Aufspaltung einer bemannten Kampagne des Roten Planeten in zwei getrennte Teile verwässere die Risiken und Kosten und mache sie von Jahr zu Jahr besser handhabbar, erklärte er.

So haben Price und zwei Kollegen vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) eine vorgeschlagene Missionsarchitektur entworfen, die 2033 Astronauten nach Phobosby und dann bis 2039 an die Oberfläche des Mars bringt. Ihr Design ist nur ein Konzept, keine offizielle NASA-Strategie, Price betont. Aber er hofft, dass es den Menschen hilft, die bemannte Mars-Erkundung in einem optimistischeren Licht zu sehen.

"Wir haben im letzten Jahr viel darüber gehört, dass es so schwierig ist, zum Mars zu gehen; wir werden nie dorthin kommen, wir werden es nie in unserem Leben erreichen. Es kostet eine Billion Dollar, um zum Mars zu gehen, '' Sagte Price während der FISO-Präsentation.

"Wir wollten also ein ganz spezifisches Beispiel für eine Architektur und ein Programm geben, das wir zeigen konnten und das plausibel erschwinglich und innerhalb eines Zeitrahmens realisierbar ist, von dem die meisten von uns noch am Leben wären", fügte er hinzu. [Monde des Mars: Fotos von Phobos und Deimos]

Wie es funktionieren würde

Der Plan, der von Price, John Baker und Firouz Naderi entwickelt wurde, würde eine Basis auf Phobos errichten, einem etwa 16 Kilometer (16 Kilometer) großen Mond, der 3.800 Kilometer von der Marsoberfläche entfernt ist.

Diese Anstrengungen würden vier Starts des NASA-Weltraumleitsystems (Space Launch System - SLS) erfordern, das sich derzeit in der Entwicklung befindet und 2018 seinen Jungfernflug durchführen soll.

Der erste Phobos-orientierte SLS-Start im Jahr 2029 würde einen Raumschlepper und zwei Chemikalien-Antriebsnutzlasten aufnehmen - eine Phobos-Transferstufe und eine Trans-Earth-Injektionsstufe. Der Schlepper würde den solar-elektrischen Antrieb (SEP) nutzen, um die beiden Nutzlasten in weniger als vier Jahren zur Marsbahn zu befördern. (Das Konzept des Teams erfordert keine großen Durchbrüche in der Antriebstechnik oder anderen Bereichen, sagte Price.)

Ein zweiter SLS-Start würde einen weiteren SEP-Schlepper und die Phobos-Basis tragen, die eine vierköpfige Besatzung unterstützen könnte. Der Schlepper würde die Basis nach Phobos bringen und auf der Mondoberfläche deponieren, dann bei dem Habitat bleiben, um Energie zu liefern und sie zu verschiedenen Orten auf Phobos bewegen, falls gewünscht.

Der dritte SLS-Start, um 2032, würde ein Weltraum-Habitat (mit dem gleichen grundlegenden Design wie die Phobos-Basis) und eine Mars-Orbit-Einfügestufe in die Erdumlaufbahn tragen. Ein weiterer SLS-Start würde dann die NASA-Orion-Kapsel und eine vierköpfige Besatzung schicken, um diese vorinstallierte Ausrüstung zu treffen, die helfen würde, die Astronauten in einer 200- bis 250-tägigen Reise in den Orbit zu bringen.

Die wartende Phobos Transfer Stage würde die Astronauten im Jahr 2033 zur Basis bringen, wo die Crew für etwa 300 Tage bleiben würde. Die Astronauten würden dann zurück zur Erde gehen; das Phobos-Habitat würde auf dem Marsmond bleiben und auf eine mögliche Verwendung durch zukünftige Besatzungen warten.

Diese Phobos-Kampagne "würde die Methode beweisen, um zur Umlaufbahn und zurück zum Mars zu kommen", sagte Price.

Nächster Halt: Mars

Die Architektur würde einen ähnlichen mehrstufigen Ansatz verwenden - SEP-Schlepper zur Präpositionierung von Ausrüstung zu verwenden -, um Astronauten auf die Marsoberfläche im Jahr 2039 zu bringen, aber diese zweite Phase des Roten Planeten würde sechs SLS Starts erfordern, nicht vier.

Das Konzept des JPL-Teams würde einen 23-Tonnen-Lander zum Mars-Orbit schicken, wo er auf die Ankunft der Astronauten warten würde. Dieser Lander würde einen Lebensraum sowie ein Mars Ascent Vehicle enthalten, das Astronauten vom Roten Planeten und auf dem Weg zurück zur Erde bringen würde.

Anders als die Roboter, die die NASA an die Marsoberfläche geschickt hat, würde dieser Lander ohne die Hilfe von Fallschirmen landen. Es würde sich auf Retrorockets und vielleicht auch auf einen ziehtragenden Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (SIAD) stützen, dessen Prototypversion diese Woche zum zweiten Mal in Hawaii getestet werden soll. (Der erste Test fand im Juni 2014 statt.)

Dieser erste bemannte Oberflächenaufenthalt wäre ein kurzer; Der Lander könne 28 Tage lang eine zweiköpfige Besatzung oder sechs Tage lang eine vierköpfige Besatzung unterstützen, sagte Price. Aber er sieht in der historischen Mission viel mehr als nur ein "Fahnen- und Fußabdruck" -Unterfangen, das den Weg für ehrgeizigere Folgemaßnahmen ebnen könnte - zum Beispiel 12-monatige Oberflächenmissionen, die alle vier Jahre starten und schließlich etablieren eine Kolonie auf dem Roten Planeten.

"Ich denke - schließlich eine in-situ Wasserquelle auf dem Mars zu finden - dass wir innerhalb von 50 Jahren oder 100 Jahren zu einer permanenten Präsenz - einer antarktischen Population auf dem Mars - werden wollen", sagte Price. [Riesensprünge: Die wichtigsten Meilensteine ÔÇőÔÇőder bemannten Raumfahrt]

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Wie viel würde es kosten?

Price und sein Team haben die gemeinnützige Aerospace Corporation gebeten, eine Kostenschätzung für diese bemannte Mars-Architektur vorzulegen.

Der Preis lehnte es ab, irgendwelche Dollarzahlen preiszugeben, aber er sagte, dass die vorgeschlagene Architektur des Teams - 2033 nach Phobos und 2039 auf die Marsoberfläche für einen kurzen Aufenthalt 2039 und einen langen Aufenthalt 2043 - in das jährliche Budget der NASA passte , vorausgesetzt, dass das Budget jedes Jahr steigt, um sich an die Inflation anzupassen. (Die Mars-Kampagne würde Mitte der späten 2020er-Jahre das Budget der Behörde leicht übertreffen, sagte Price; diese Bodenwelle würde sich verflachen, wenn die Internationale Raumstation 2024 ihren Betrieb einstellen würde, im Gegensatz zu 2028, fügte er hinzu.)

"Dies soll nur ein Beispiel zeigen, dass [bemannte] Reisen mit Technologien, die die NASA verfolgt, und einem interessierenden Zeithorizont ohne große Spikes im NASA-Budget machbar sind", sagte Price.

Die in Kalifornien ansässige Aerospace Corporation hat auch Kostenschätzungen für den Bericht des US National Research Council aus dem Jahr 2014 über "Wege zur Exploration: Gründe und Ansätze für ein US-Programm zur Erforschung des menschlichen Weltraums" gemacht. (Der Kongress befahl dem NRC, die Studie im Jahr 2010 durchzuführen.)

Der NRC-Bericht gibt eine grobe Schätzung, wie viel es kosten würde, Astronauten zum Mars zu bringen. Die Anstrengung ist äquivalent zu "vielleicht 75-150" Flaggschiff Klasse 'robotische Exploration Raumschiff (unter der Annahme einer durchschnittlichen Kosten von jeweils $ 1 bis $ 2 Milliarden) ", schrieben die Autoren.