Czy lepiej mieszkać na Księżycu czy na Marsie? Badanie naukowe
Elon Musk chce, aby ludzie żyli na Marsie. NASA chce przynajmniej wysłać niektórych astronautów na Czerwoną Planetę, aby to sprawdzić. Ale administracja Trumpa zasygnalizowała ostatnio, że jest bardziej zainteresowana wysłaniem astronautów z powrotem na Księżyc.
Jako profesor nauk o kosmosie uważam, że jest to doskonała okazja do ożywienia ważnej debaty: gdyby ludzie musieli pokonać ucieczka z planety Ziemia, czy lepiej byłoby mieszkać na Marsie czy na Księżycu?
Najpierw rozważmy zalety Marsa.
Długość dnia
Mars obraca się w całkiem rozsądnym tempie. Jego dzień trwa nieco ponad 24 godziny, więc dzień na Marsie byłby mniej więcej odpowiednikiem dnia na Ziemi. Dzień na Księżycu trwa tak długo, jak 28 ziemskich dni, co wymagałoby sporej zmiany.
Ponadto, ponieważ dzień Marsa jest stosunkowo krótki, – różnica temperatur w nocy nie jest zbyt duża. Na Księżycu dzień jest bardzo gorący, a noc bardzo zimna. Istnieje prawie 300 stopni Celsjusza lub 572 stopni Fahrenheita, różnica temperatur między dziennymi a nocnymi temperaturami na Księżycu. Tak duża różnica temperatur w dzień iw nocy może naprawdę utrudnić zaprojektowanie odpowiednich systemów życia, takich jak siedliska i samochody do poruszania się oraz kombinezony kosmiczne do wychodzenia na zewnątrz. Wyobraź sobie, że w ciągu dnia Twój dom, samochód i ubrania miały być zaprojektowane dla Phoenix w Arizonie, latem, a nocą wszystko na Antarktydę zimą. To byłoby trudne!
Atmosfera
Mars ma atmosferę. To nie jest wspaniała atmosfera, ale przynajmniej taka jest. Jest to głównie dwutlenek węgla, który jest świetny dla roślin, ale tak naprawdę jest do bani dla ludzi. Atmosfera pozwala wiać wiatr, co pomaga wyrównać różnice temperatur między dniem i nocą, ale powoduje również przemieszczanie się dużej ilości kurzu. Atmosfera oznacza również, że możemy zwiększać ciśnienie w kopułach i strukturach za pomocą powietrza z zewnątrz.
Z drugiej strony Księżyc prawie nie ma atmosfery. Witryna NASA wyjaśnia: „Na poziomie morza na Ziemi oddychamy atmosferą, w której każdy centymetr sześcienny zawiera 10 000 000 000 000 000 000 cząsteczek; dla porównania, księżycowa atmosfera ma mniej niż 1 000 000 cząsteczek w tej samej objętości”. Ponieważ księżyc ma tak mało atmosfery, żaden wiatr nie może tak naprawdę przenieść ciepła z gorącej strony dnia na zimną nocną.
Atmosfera Marsa może również zatrzymać mnóstwo szkodliwych EUV i cząstek energetycznych ze słońca . To uniemożliwiłoby ci smażenie się, gdybyś wyszedł na zewnątrz. Księżyc tak naprawdę nie ma nic, co mogłoby przeszkodzić ci w porażeniu (termin techniczny). Naprawdę musiałbyś zdecydowanie mieszkać w jaskiniach na Księżycu, ale na Marsie życie na powierzchni może być możliwe. Jednak i tak dostaniesz sporo promieniowania. Naprawdę, żadne z nich nie jest wspaniałe z punktu widzenia promieniowania, ale gdyby ktoś musiał wybrać, Mars jest lepszy.
Interesującym faktem historycznym jest to, że w 1972 roku, kiedy było kilka lądowań na Księżycu, miało miejsce wiele zdarzeń związanych z promieniowaniem słonecznym. Jedno było na tyle złe, że mogło zabić wszystkich astronautów na Księżycu, gdyby były jakieś . Na szczęście zdarzyło się to, gdy wszyscy byli bezpieczni na Ziemi! Kosmos jest niebezpieczny.
Woda
Dowody sugerują, że woda może występować pod powierzchnią całego Marsa. Nie jest to ostateczne, ale jest to stosunkowo silna możliwość. Łatwy dostęp do wody byłby ważny nie tylko ze względu na naszą zdolność do utrzymywania nawodnienia i wzrostu, ale także dlatego, że bylibyśmy w stanie wykorzystać ją do wytworzenia tlenu do oddychania. Księżyc ma trochę wody powierzchniowej, jak i wewnętrznej, ale prawdopodobnie musielibyśmy mieszkać w pobliżu biegunów, aby uzyskać do niego dostęp.
Grawitacja
Grawitacja na Marsie jest silniejsza niż grawitacja na Księżycu. Gdybym miał ważyć 200 funtów (91 kilogramów) na Ziemi, a nie mówię, że tak, ważyłbym 33 funty (15 kilogramów) na Księżycu i 75 funtów (34 kilogramy) na Marsie. Ta zwiększona grawitacja na Marsie pomaga utrzymać atmosferę na planecie, a także byłaby przydatna do utrzymywania obiektów na ziemi i utrzymywania naszych kości nieco bardziej wytrzymałych.
Wartość naukowa
Dowody sugerują, że księżyc jest dużą częścią Ziemi, która oddzieliła się dawno, dawno temu. Z drugiej strony Mars jest całkowicie odrębną planetą, która wyewoluowała samodzielnie, miała mnóstwo fajnej geologii (na Marsie jest kilka naprawdę wysokich, nieaktywnych wulkanów). Niektórzy sądzą, że w rzeczywistości może tam istnieć życie. Nie tak jak ludzkie życie, ale mogą tam być małe bakterie lub inne maleńkie organizmy. Ta możliwość jest fascynująca i jest jednym z głównych powodów, dla których ciągle tam wracamy. Tak więc z naukowego punktu widzenia Mars jest znacznie lepszym celem podróży niż księżyc.
Chłód
Mars jest naprawdę fajny. To jest czerwone. Został nazwany na cześć rzymskiego boga wojny.Mars jest również pisany wielką literą, podczas gdy Księżyc nie.
Przejdźmy teraz do zalet życia na Księżycu.
Odległość
Księżyc jest naprawdę blisko Ziemi. Oszczędza to ogromną ilość paliwa (pieniędzy). Mamy teraz rakiety, które mogą wylądować wiele rzeczy na Księżycu. Moglibyśmy zacząć zrzucać zapasy na Księżyc w ciągu miesięcy, gdybyśmy naprawdę chcieli. Aby zacząć wysyłać wodę i paliwo rakietowe na podróż do domu, wraz z innymi dostawami na Marsa, musielibyśmy najpierw przeprowadzić lata badań.
Nie zrozum mnie źle , mamy rakiety, które mogą wylądować na Marsie niewielkie ilości rzeczy. Ale naprawdę trudno jest przewieźć duże obiekty na Marsa. Aby dostać się na Marsa, musisz całkowicie oddalić się od Ziemi, przenieść się na Marsa, a następnie miękko wylądować na powierzchni planety. Ten proces dotarcia na Marsa wymaga dużo energii i wymaga ogromnej rakiety, aby wydobyć nawet niewielką ilość rzeczy na powierzchnię. Spójrz na ten post, aby przeczytać o tym, dlaczego rakiety muszą być tak duże.
Zastanów się: Rakiety, które zabraliśmy na Księżyc iz powrotem, były największymi rakietami, jakie kiedykolwiek zbudowaliśmy. tylko na tyle duży, by zmieścić trzech facetów w małej przestrzeni wielkości minivana. To jest dobre na trzydniową podróż na Księżyc, ale tak naprawdę nie zadziała podczas sześciomiesięcznej podróży na Marsa.
Teraz, jeśli chcesz, aby astronauci wrócili do domu, musisz zbudować rakieta, która może dostać się na Marsa iz powrotem. Tych jeszcze nie ma.
Podróże i komunikacja
Dotarcie na Księżyc zajmuje tylko trzy dni, a dotarcie na Marsa zajmuje sześć miesięcy. A ponieważ rok marsjański jest znacznie dłuższy niż rok ziemski, planety ustawiają się w odpowiednim kierunku tylko raz na dwa lata. Jest około dwóch tygodni, w których możesz wystrzelić rakietę, aby dostać się z Ziemi na Marsa (zwane „oknem startowym”), a jeśli to przegapisz, nie będziesz miał szczęścia, dopóki nie ustawią się w linii we właściwy sposób, dwa lata później.
Z drugiej strony księżyc jest łatwo dostępny, ponieważ jest znacznie bliżej. W rzeczywistości, ponieważ księżyc krąży wokół Ziemia, możemy tam dotrzeć, kiedy tylko zechcemy.
Ma to duże konsekwencje dla bezpieczeństwa: uratowanie ludzi z Księżyca zajmie tylko kilka dni, podczas gdy na Marsie ludzie mogą pozostawać na lodzie latami. książka i film Marsjanin?) Ponadto, jeśli chcesz porozmawiać z kimś na Księżycu z planety Ziemia, będziesz miał tylko kilka sekund opóźnienia. Opóźnienie na Marsie wynosi od czterech do 24 minut, w zależności od czy Mars jest po „naszej stronie” Słońca, czy po przeciwnej stronie. Jeśli uważasz, że wideokonferencja jest zła, wyobraź sobie, że próbujesz porozmawiać z kimś z 24-minutowym opóźnieniem. Ugh.
Korzyści ekonomiczne
Tak jak łatwiej jest wysyłać zaopatrzenie na Księżyc niż na Marsa, tak wysyłanie materiałów z Księżyca z powrotem na Ziemię jest bardzo, bardzo tanie (przeczytaj książkę Roberta Heinleina, The Moon is a Harsh Mistress). Więc jeśli wydobędziemy na Księżycu substancje takie jak metale lub hel-3, który jest potrzebny do syntezy jądrowej, moglibyśmy sprowadzić je z powrotem na Ziemię prawie bez żadnych kosztów. Gdybyś wystrzelił coś z działa z księżyca pod odpowiednim kątem i z odpowiednią prędkością, dosłownie spadłby na Ziemię.
Gdybyśmy wydobyli Marsa pod kątem tego typu surowców, transport ich z powrotem na Ziemię byłby niezwykle kosztowny. Rakiety musiałyby być zbudowane na (lub na orbicie) Marsa, a te musiałyby odbyć długą podróż powrotną na Ziemię, która wymaga dużo paliwa. Tak więc, z czysto komercyjnego punktu widzenia, kolonia księżycowa jest dużo lepszym przedsięwzięciem ekonomicznym.
Wydarzenia słoneczne
Pamiętasz tę sześciomiesięczną podróż na Marsa? Astronauci byliby na małym statku w bezmiarze kosmosu. Gdyby doszło do dużego zdarzenia słonecznego, które spowodowałoby znaczny wzrost promieniowania, co zdarza się często, to zginęłyby, gdyby statek nie miał wyjątkowo wytrzymałej osłony przed promieniowaniem.
Słońce zdarzenie może się zdarzyć również w drodze na Księżyc. Ale ponieważ dotarcie na miejsce zajmuje tylko trzy dni, łatwiej jest uniknąć sytuacji, w których mogą wystąpić wybuchy promieniowania.
Wznoszenie Ziemi
Obserwowanie wschodzącej Ziemi podczas siedzenia w moim salonie na księżycu byłoby super. Chyba że uciekliśmy z Ziemi, ponieważ stała się nuklearnym pustkowiem. Wtedy byłoby to tylko przypomnieniem wszystkiego, co straciliśmy.
Rezultat
W dłuższej perspektywie Mars wygrywa. Księżyc jest zbyt surowy, by mógł być czymś innym niż odskocznią do życia w kosmosie. Ze względu na możliwość życia i bardzo interesującą geologię, która miała miejsce dawno temu, Mars daje znacznie lepszą okazję do badań naukowych. A gdyby coś strasznego wydarzyło się na Ziemi i nie mogło już dłużej utrzymywać życia, Mars byłby znacznie lepszym miejscem do życia ze względu na możliwość znalezienia wody, wyższą grawitację i atmosferę.
To powiedziawszy, księżyc jest o wiele bardziej ekonomicznie opłacalną lokalizacją dla kolonii.Kolonia na Marsie będzie nadal znajdować się w odległej przyszłości, dopóki nie zmienią się finanse i wiatry polityczne.
Ten artykuł powstał na podstawie oryginalnego posta na blogu The Rocket Science. Aaron Ridley jest profesorem nauk o kosmosie i inżynierii na Uniwersytecie Michigan. Jego podcast X and Why opowiada o nauce i technologii.