Kunnen mensen op Mars leven? De technologie die het mogelijk maakt

Menselijke kolonisatie van Mars is al tientallen jaren een populair thema in sciencefiction. Maar de laatste jaren is de mogelijkheid om mensen naar Mars te sturen heel reëel geworden.

Met meerdere particuliere bedrijven en overheidsinstanties die in deze ruimte werken, zouden we in de nabije toekomst mensen naar Mars kunnen zien worden gestuurd. Maar welke technologie moet er zijn om dit mogelijk te maken?

In dit artikel zullen we enkele technologieën bekijken waarmee mensen op Mars kunnen leven.

Nucleaire voortstuwing

De eerste stap is om Mars te kunnen bereiken. De gemiddelde afstand van de aarde naar Mars is ongeveer 140 miljoen mijl en de reis duurt momenteel zes tot acht maanden. Transport naar Mars zou een kleine tot middelgrote groep mensen moeten kunnen onderhouden gedurende die tijd, voor de tijd dat ze op Mars zijn en voor de terugreis.

Hoe langer de reis, hoe duurder, moeilijker en gevaarlijker de reis is. Brandstof, levensondersteunende systemen en voedsel moeten allemaal zo lang meegaan. Dus om de reis sneller te maken, werkt NASA aan effectievere voortstuwingssystemen - die nucleaire thermische voortstuwing gebruiken.

Nucleaire thermische voortstuwing biedt tweemaal de efficiëntie van de huidige technologie. Een drijfgas zoals vloeibare waterstof wordt via een kernreactor opgewarmd. Terwijl de waterstof wordt omgezet in gas, levert het stuwkracht via een mondstuk, waardoor het ruimtevaartuig wordt voortgestuwd.

Opblaasbare hitteschilden

Omdat een ruimtevaartuig erg groot moet zijn om mensen op de reis naar Mars te ondersteunen, zal het landen ervan buitengewoon moeilijk zijn. Dit geldt vooral vanwege de verschillen in de atmosfeer van Mars in vergelijking met de aarde. Omdat het dunner is, zal een ruimtevaartuig veel sneller dalen dan op aarde en zal typische technologie zoals parachutes niet werken om de afdaling te vertragen.

Op dit moment zijn hitteschilden stijve metalen constructies die de dupe worden van de hitte tijdens het opnieuw binnenkomen in een atmosfeer. Omdat de snelheid zo hoog is, veroorzaakt de wrijving enorme temperaturen aan de voorkant van het ruimtevaartuig. Een hitteschild straalt warmte weg van het ruimtevaartuig en beschermt het onderliggende ruimtevaartuig. Dit soort hitteschild is gewoon te omvangrijk om te worden toegepast op een ruimtevaartuig van de grootte die nodig is voor menselijk transport naar Mars.

Dit is waar opblaasbare hitteschilden binnenkomen. Een opblaasbaar hitteschild, zoals NASA aan het ontwikkelen is, zou dit proces drastisch kunnen verbeteren. Dit opblaasbare hitteschild, dat de Low-Earth-Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID) wordt genoemd, is zes meter breed, gemaakt van synthetische vezels die 15 keer sterker zijn dan staal, en is ontworpen om uit te vouwen en op te blazen wanneer het ruimtevaartuig Mars binnenkomt atmosfeer. Doordat het minder ruimte inneemt dan een traditioneel hitteschild, maar groter is bij inflatie, kunnen we veilig op Mars landen.

Bescherming tegen de atmosfeer van Mars

Het landschap van Mars is onherbergzaam voor mensen. Sciencefiction heeft gezorgd genoeg oplossingen voor dit probleem. Maar hoe zou het er in het echt uitzien?

De atmosfeer van Mars is dunner en veel kouder en bestaat uit meer dan 95% koolstofdioxide, met slechts 0,13% zuurstof. En er zijn veel hogere stralingsniveaus. Dit betekent dat mensen in zelfvoorzienende habitats zullen moeten leven.

Ten eerste moeten de habitats in staat zijn om de juiste hoeveelheden gassen te creëren en te recyclen zodat mensen kunnen ademen. De belangrijkste methode die is voorgesteld, is door de stikstof en argon die aanwezig zijn in de atmosfeer van Mars te recyclen en er zuurstof aan toe te voegen. Het aandeel kan 40% stikstof, 40% argon en 20% zuurstof zijn.

Maar om deze gassen uit de atmosfeer te halen, zal koolstofdioxide uit de lucht moeten worden "geschrobd" (verwijderd). Verder moet zuurstof worden geproduceerd door het te verwijderen uit het water dat al op Mars bestaat of door het van de aarde te halen.

Ten slotte, met de toegevoegde zonnestraling op Mars, zal er een soort stralingsbescherming moeten zijn voor de bewoners van Mars. Twee voorgestelde methoden zijn een stralingsschild (dat zwaar en moeilijk te transporteren is van de aarde naar Mars) of ondergronds leven in Martiaanse grotten of lavabuizen. Precies om deze reden wordt een opblaasbare "doorway" ontwikkeld die voor een luchtdicht gedeelte van ondergrondse systemen kan zorgen.

Warm blijven en fit blijven

De gemiddelde temperatuur op Mars is -80 graden Fahrenheit of -62,2 graden Celsius. En temperaturen kunnen drastisch schommelen; terwijl het 's nachts -100ºF (-73ºC) kan zijn, kunnen de dagtemperaturen +70ºC (circa 21ºC) bereiken. Dit betekent dat temperatuurbeheersing een van de grootste uitdagingen zal zijn van een leefgebied op Mars.

De zwaartekracht op Mars is vrij zwak (slechts 38% van die van de aarde). Door de zwakkere zwaartekracht hebben mensen die op Mars leven een grotere kans om botdichtheid te verliezen, waardoor de kans op fracturen drastisch toeneemt. En dit is niet inclusief de maanden doorgebracht in gewichtloosheid op de reis naar Mars.

Om lange perioden in microzwaartekracht te overleven, astronauten moeten consequent trainen. NASA onderzoekt ruimtepakken met extra weerstand om dit tegen te gaan. Ondertussen ondergaan astronauten uit de VS en Rusland een jaar lang onderzoek naar het ruimtestation zodat we de effecten van de lagere zwaartekracht op het menselijk lichaam beter kunnen begrijpen en of we ons kunnen aanpassen.

Water-, voedsel- en brandstofproductie

Water bestaat op Mars, hoewel veel ervan zout is. Dit betekent dat ontzilting nodig zal zijn om water drinkbaar te maken. Al het water zou hypothetisch worden gerecycled, omdat dit energie-efficiënter is dan het verzamelen en ontzilten van meer water. Maar hoe zit het met planten?

Het oppervlak van Mars heeft alle noodzakelijke componenten voor het kweken van planten. Het bevat water en organische verbindingen die planten nodig hebben om te overleven. Maar er hangt geen gastvrije sfeer. Kassen die efficiënt een voor planten geschikte atmosfeer produceren, zullen een topprioriteit zijn, omdat dit de enige manier is om voedsel op Mars te genereren.

Alles wat we hebben genoemd, heeft brandstof nodig om energie te produceren. De meest waarschijnlijke methode voor de productie van brandstof zal opnieuw het water gebruiken dat zich al op Mars bevindt. Water kan worden gesplitst in waterstof en zuurstof. Zuurstof kan worden gebruikt om een ​​gastvrije atmosfeer te creëren, terwijl waterstof een effectief drijfgas is. Dus voordat mensen worden gestuurd, moet een geautomatiseerde waterstofverwerkingsinstallatie worden voorbereid om ervoor te zorgen dat brandstof beschikbaar is.

Dus, kunnen mensen op Mars leven?

Het antwoord is ja, maar niet gemakkelijk. Er zijn veel uitdagende obstakels in de weg. Van en naar Mars reizen, de barre omgeving overleven en voedsel, water en brandstof produceren zijn de belangrijkste uitdagingen.

Ook al klinkt dit onoverkomelijk, wetenschappers zijn optimistisch. In feite heeft Elon Musk verklaard dat: SpaceX kan astronauten naar Mars sturen al in 2024. En hoewel de eerste paar missies waarschijnlijk maar een korte periode op Mars zullen leven, is dat nog steeds een ongelooflijke prestatie!

SpaceX lanceert een door Dogecoin gefinancierde missie naar de maan

Het klinkt als een meme. Blijkbaar is het dat absoluut niet.

Lees volgende

Over de auteur