Mensen naar Mars. Het is een enorme stap om van een lage baan om de aarde te gaan, dan van maanlandingen en dan helemaal naar Mars, een reis van honderden miljoenen kilometers en minstens 2 jaar.
Maar er zijn twee plaatsen waar mensen naartoe kunnen gaan, die een springplank zijn tussen de aarde en Mars. Basiskampen waarmee we onze middelen in relatieve veiligheid kunnen verzamelen voordat we in die zwaartekrachtput terechtkomen.
Ik heb het over de manen van Mars: Phobos en Deimos.
Alle focus ligt op Mars, en terecht is het vrijwel de enige plek die lijkt op de aarde in het zonnestelsel. Het heeft ongeveer dezelfde lengte van de dag, poolkappen van kooldioxide en waterijs en temperaturen overdag die bijna redelijk kunnen zijn.
Maar we hebben ook gezien dat Mars ruimtevaartuigen eet als ontbijt. Van de 18 ruimtevaartuigen die de taak kregen om op het oppervlak van Mars te landen, hebben er slechts 9 het veilig gehaald en konden ze hun missie daadwerkelijk uitvoeren.
Dat is 50%. Zijn we bereid het leven te riskeren van de helft van de mensen die we naar de Rode Planeet sturen?
Om nog maar te zwijgen van de grotere uitdaging om zwaardere ladingen op Mars te landen, gevuld met zachte en zachte mensen. Ik heb een hele video gemaakt over waarom dit zo moeilijk is. Bekijk het hier.
Maar de twee manen van Mars, Phobos en Deimos, bieden een interessant alternatief. In plaats van rechtstreeks van de aarde naar het oppervlak van Mars te gaan, zou de mensheid een station op deze rotsachtige manen, een basiskamp, kunnen opzetten voor een serieuze en veiligere poging op Mars.
Phobos is de grootste van de manen van Mars en heeft een lengte van 27 kilometer. Het is qua samenstelling vergelijkbaar met een C-type, of koolstofhoudende chondriet-asteroïde. Planetaire wetenschappers denken dat het ofwel een gevangen asteroïde was, of het puin van een oude inslag lang geleden. Het is bedekt met fijn poeder gemaakt van eonen van micrometeorietinslagen en heeft absoluut geen atmosfeer.
De maan draait boven Mars op een hoogte van 5.989 kilometer en heeft slechts 7 uur en 39 minuten nodig om een baan om de planeet te voltooien.
Deimos is kleiner, slechts 15 kilometer breed op het langste deel, en draait om de 30 uur om Mars op een veel hogere hoogte van 23.460 kilometer.
Dus wat zou er nodig zijn om een basis op deze manen te vestigen, en waarom is het beter dan gewoon rechtstreeks naar Mars te gaan.
Hoewel Mars minder zwaar is dan de aarde, heeft Mars nog steeds een aanzienlijke zwaartekrachtbron. Om van het oppervlak van Mars naar een lage baan te gaan, heb je een snelheidsverandering van 3,6 km / s nodig. En als je van Mars terug naar de aarde wilt gaan, heb je een snelheidsverandering van 6 km / s nodig.
In 2015 stelden drie ingenieurs van NASA JPL 'A Minimal Architecture for Humans Missions to Mars' voor, met een reeks missies die eerst een bruggenhoofd op een van de manen van Mars vormen, voordat ze mensen naar de planeet sturen.
Ze suggereerden dat een campagne om mensen naar Mars te sturen in vier grote fasen zou worden opgedeeld. Eerst zouden er missies naar Phobos worden gestuurd om infrastructuur op de maan op te zetten. Vervolgens gingen astronauten naar de oppervlakte voor een verblijf van een maand. Dan zou er een langere expeditie van een jaar worden uitgevoerd. En tot slot zou er een verhuizing zijn naar een permanente aanwezigheid op Mars.
Om een aanwezigheid op Phobos op te zetten, zouden vier lanceringen van het Space Launch System Block 2 nodig zijn, maar SpaceX Starships zou ook goed werken. De eerste drie raketten zouden voorraden, een Phobos-leefgebied en een retourvoertuig voor astronauten naar huis brengen. De vierde lancering zou een Orion-capsule met 4 astronauten naar Mars brengen, na een traject van 200 tot 225 dagen om ze naar Phobos te brengen.
De astronauten zouden ongeveer 500 dagen op het Phobos-station wonen en wetenschap op Phobos uitvoeren. Dan zouden ze naar huis komen, misschien zelfs op de terugweg naar Deimos, en dan nog eens 250 dagen om terug te keren.
Op basis van de lessen die zijn getrokken uit de Phobos-missie, zou de daadwerkelijke landing op Mars nog eens zes SLS-lanceringen vergen. Er zouden meer voorraden zijn en een Mars-landingsvoertuig van 75 ton dat in een hoge baan om Mars zou wachten.
Uiteindelijk zou een bemanning vertrekken, de reis naar het Phobos-station maken en zich vervolgens voorbereiden op een landing op Mars. Als de omstandigheden goed waren, stapten twee bemanningsleden over naar het afdaalvoertuig en landden op Mars, terwijl ze ongeveer een maand op het oppervlak doorbrachten terwijl de andere twee astronauten op Phobos zouden blijven.
De eerste mens zou ergens in de jaren 2030 of 2040 voet op het oppervlak van Mars zetten.
Aan het einde van hun maand zouden ze in hun voertuig klimmen, terugkeren naar Phobos en dan zouden alle astronauten weer thuiskomen.
Nu alles getest en bewezen was, zouden er meer raketten naar Mars worden gelanceerd, met meer voorraden voor het Phobos-station en een groeiende Mars-basis, en zouden astronauten jaarlange expedities op Mars uitvoeren.
En uiteindelijk zou er een permanente aanwezigheid op Mars zijn, met overlappende bemanningen bij Phobos, op de groeiende Mars-basis en onderweg.
Ik ken de grap die je gaat maken, dat SpaceX een decennium eerder Starships zal sturen en dit hele proces is niet relevant. Hah hah, stomme NASA.
Misschien, maar Mars staat volledig vijandig tegenover het menselijk leven, er is absoluut geen infrastructuur en niemand heeft goed nagedacht over de duizenden details die mensen nodig hebben om daar permanent te overleven.
Het is honderden dagen verwijderd met onze snelste raketten, en iedereen die wel naar Mars gaat, zal elke redding te boven gaan als er iets misgaat.
En als het op Mars aankomt, moet je ervan uitgaan dat het mis gaat.
Hoe dan ook, als Starship vliegt, wordt NASA gewoon een klant en kan deze missies goedkoper, sneller, met meer redundantie en veiligheid uitvoeren.
Vergeet niet dat NASA de grootste klant van SpaceX is.
Het blijkt dat Phobos misschien wel de perfecte plek is voor een gedeeltelijke ruimtelift. In een paper uit 2003 getiteld "Space Colonization Using Space-Elevators from Phobos", onderzocht NASA-ingenieur Leonard Weinstein de haalbaarheid van dit idee.
Een kabel kan vanaf Phobos worden neergelaten en eindigt net boven de atmosfeer van Mars. Vanaf het oppervlak van Mars zou de eindketting met een snelheid van slechts een halve kilometer per seconde door de lucht bewegen en tweemaal per dag een plek op Mars passeren.
Payloads kunnen vanaf het oppervlak van Mars worden gelanceerd en door de onderkant van de ketting worden gevangen en vervolgens gedurende ongeveer twee dagen naar Phobos worden vervoerd. Een tweede lift zou zelfs materiaal naar de baan van Deimos kunnen brengen.
En ik weet dat dit nogal extreem klinkt, maar als je aan orbitale mechanica denkt, kost het eigenlijk minder energie om materiaal van Phobos naar de maanbaan te transporteren dan om het van het oppervlak van de maan te halen.
In een presentatie uit 2013 stelde Lockheed Martin-ingenieur Josh Hopkins voor dat Phobos en Deimos logisch zijn als de eerste plaats voor verkenning door mensen, en beweerde dat Deimos nog beter is.
Zowel Phobos als Deimos zijn netjes op Mars vergrendeld, wat betekent dat ze altijd hetzelfde gezicht naar de oppervlakte van de planeet laten zien. Astronauten die op een van deze manen waren gestationeerd, zouden in staat zijn om rovers op afstand te opereren en terugkeermissies te bemonsteren, zonder enige vertraging.
Vanaf zijn grotere hoogte ziet Deimos eigenlijk meer van het oppervlak van Mars dan Phobos, 98% van de planeet is zichtbaar vanaf de maan. Met zijn langzamere pad langs de hemel zou Deimos bijna 60 uur continu met het oppervlak kunnen communiceren, terwijl Phobos elke 4,2 uur over de horizon glijdt.
Gebieden in de buurt van de noordpool van Deimos zouden constant zonlicht hebben en ook constant zicht hebben op het oppervlak van Mars.
Van en naar Deimos reizen zou eigenlijk gemakkelijker zijn, omdat er ongeveer 400 meter / seconde minder snelheidsverandering nodig is.
Stel je dus alles voor wat ik zei voor een missie naar Phobos, maar vervang dat door Deimos.
Maar als we echt willen blijven, willen we naar binnen tunnelen in Deimos. Dit is volgens Jim Logan, de mede-oprichter van het Space Enterprise Institute. Tijdens een recente presentatie op een conferentie in Seattle over ruimteschikking suggereerde Logan dat het mogelijk zou moeten zijn om een permanente leefomgeving in Deimos te bouwen.
Ik was er niet voor het seminar, maar Alan Boyle van Geekwire wel, en hij maakte deze coole foto van Logans toespraak. Volgens Logan onderschatte het oorspronkelijke idee voor een O'Neill-cilinder hoeveel stralingsafscherming met ongeveer een derde nodig zou zijn. Dus onthoud dat toen ik zei dat ze 45.000 Starship-lanceringen nodig hebben om een O'Neill-cilinder te bouwen, het blijkt dat we in plaats daarvan 150.000 nodig hebben.
Maar het zou mogelijk moeten zijn om van eind tot eind een tunnel door het centrum van Deimos te graven, misschien een beroep doen op de Boring Company van Elon Musk om het werk te doen. Het interieur van Deimos wordt verondersteld poreus te zijn en ingenieurs zouden tijdens het graven reserves van waterijs, edele metalen en mineralen vinden, die vrijwel elke schaal zouden ondersteunen.
Het kan zelfs groot genoeg zijn om roterende habitats in de maan te plaatsen om de bewoners kunstmatige zwaartekracht te bieden. Plaats zonnepanelen bij de palen waar ze bijna eeuwig zonlicht krijgen
Dit alles richt zich op Mars, maar er moet een zaak worden gemaakt voor de manen van Mars, Phobos en Deimos om te dienen als de eerste plaatsen die we in de regio bezoeken. Als we dan een goed solide basiskamp hebben, doen we een serieuze poging op de Rode Planeet.
