Är det bättre att leva på månen eller på Mars? En vetenskaplig undersökning
Elon Musk vill att människor ska leva på Mars. NASA vill åtminstone skicka några astronauter till den röda planeten för att kolla in den. Men Trump-administrationen har nyligen signalerat att den är mer intresserad av att skicka astronauter tillbaka till månen.
Som rymdvetenskapsprofessor tror jag att detta är det perfekta tillfället att återuppliva en viktig debatt: Om människor behövde slå en reträtt från planeten Jorden, skulle det vara bättre att bo på Mars eller på månen?
Låt oss först överväga fördelarna med Mars.
Dagens längd
Mars snurrar till en ganska rimlig hastighet. Dess dag är drygt 24 timmar lång, så en dag på Mars skulle ungefär motsvara en dag på jorden. En dag på månen varar så länge som 28 jorddagar, vilket skulle ta en hel del anpassning.
Eftersom Mars dag är relativt kort, är dagen till -natt temperaturskillnad är inte alltför dramatisk. På månen är dagen mycket varm och natten är mycket kall. Det finns nästan 300 grader Celsius, eller 572 grader Fahrenheit, temperaturskillnad mellan dag och natt temperaturer på månen. En så stor temperaturskillnad dag till natt kan göra det väldigt svårt att konstruera rätt levande system, såsom livsmiljöer och bilar för att flytta runt och rymddräkter för att gå ut. Tänk om ditt hus, din bil och dina tygdukar under dagen måste utformas för Phoenix, Arizona, under sommaren och på natten hade allt utformats för Antarktis på vintern. Det skulle vara tufft!
Atmosfär
Mars har en atmosfär. Det är inte riktigt en fantastisk atmosfär, men det är åtminstone en. Det är mest koldioxid, vilket är bra för växter, men verkligen suger för oss människor. Atmosfären låter vinden blåsa, vilket hjälper till att utjämna temperaturskillnaderna dag till natt – men får också mycket damm att röra sig. Atmosfären innebär också att vi kan trycka kupoler och strukturer med hjälp av luft utifrån.
Månen, å andra sidan, har nästan ingen atmosfär. NASA: s webbplats förklarar: ”Vid havsnivån på jorden andas vi in en atmosfär där varje kubikcentimeter innehåller 10 000 000 000 000 000 000 molekyler. Som jämförelse har månatmosfären mindre än 1 000 000 molekyler i samma volym.” Eftersom månen har så lite atmosfär kan ingen vind verkligen flytta värmen från den varma dagen till den kalla natten.
Mars atmosfär kan också stoppa en massa skadliga EUV och energiska partiklar från solen Detta skulle hindra dig från att steka om du gick ut. Månen har egentligen inget som hindrar dig från att bli zapped (teknisk term). Du måste verkligen bo i grottor på månen, men på Mars kan vara möjligt att leva över marken. Du skulle fortfarande få en hel del strålningsexponering, dock. Verkligen ingen av dem är bra ur strålningssynpunkt, men om man måste välja är Mars bättre.
Ett intressant historiskt faktum är att det under 1972, när det var ett par månlandningar, fanns en hel del solstrålningshändelser. En var tillräckligt dålig för att den kunde ha dödat alla astronauter på månen om det hade funnits någon Lyckligtvis hände det när alla var säkra på jorden! Utrymmet är farligt.
Vatten
Bevis tyder på att vatten kan finnas i underytan över hela Mars. Detta är inte definitivt, men det är en relativt stark möjlighet. Redo tillgång till vatten skulle vara viktigt inte bara för vår förmåga att hålla oss hydratiserade och odla saker, utan för att vi skulle kunna använda det för att skapa syre att andas. Månen har lite ytvatten såväl som inre vatten, men vi skulle förmodligen behöva leva nära polerna för att komma åt det.
Gravitation
Gravity on Mars är kraftfullare än gravitationen på månen. Om jag skulle väga 91 kilo på jorden och jag inte säger att jag gör det skulle jag väga 15 kilo på månen och 34 kilo på Mars. Denna ökade tyngdkraft på Mars hjälper till att hålla atmosfären på planeten och skulle också vara användbar för att göra föremål kvar på marken och hålla våra ben lite mer robusta.
Vetenskapligt värde
Bevis tyder på att månen är en stor bit av jorden som splittrades för länge sedan. Mars, å andra sidan, är en helt separat planet som utvecklats på egen hand, hade massor av cool geologi (det finns några riktigt, riktigt långa inaktiva vulkaner på Mars). Vissa människor teoretiserar att det faktiskt kan finnas liv där. Inte som människolivet, men det kan finnas små bakterier eller andra små organismer där. Denna möjlighet är fascinerande och är en av de främsta anledningarna till att vi fortsätter att åka tillbaka dit. Så vetenskapligt sett är Mars en mycket bättre destination än månen.
Kylhet
Mars är riktigt cool. Den är röd. Den är uppkallad efter den romerska krigsguden.Mars är också kapitaliserad, medan månen inte är det.
Låt oss nu vända oss till fördelarna med att leva på månen.
Avstånd
Månen är riktigt nära jorden. Detta sparar enormt mycket bränsle (pengar). Vi har raketer just nu som kan landa många saker på månen. Vi kan börja dumpa leveranser på månen om månader om vi verkligen vill. För att börja skicka vatten och raketbränsle för hemresan, tillsammans med andra leveranser till Mars, måste vi först göra många års forskning.
Missförstå mig inte fel , vi har raketer som kan landa små mängder saker på Mars. Men det är verkligen svårt att få stora föremål till Mars. För att komma till Mars måste du komma helt bort från jorden, flytta ut till Mars och sedan landa mjukt på planets yta. Denna process för att komma till Mars tar mycket energi och kräver en enorm raket för att få till och med en liten mängd saker på ytan. Titta på det här inlägget för att läsa om varför raketer måste vara så stora.
Tänk på det här: Raketerna som vi tog till månen och tillbaka var de största raketerna vi någonsin har byggt, och de var bara tillräckligt stor för att tre killar ska klämmas in i ett litet utrymme som är ungefär lika stort som en minibuss. Detta är bra för en tre dagars resa till månen, men skulle verkligen inte fungera för den sex månader långa resan till Mars.
Nu, om du vill att astronauter ska komma hem, måste du bygga en raket som kan komma till Mars och tillbaka igen. De finns inte ännu.
Resor och kommunikation
Det tar bara tre dagar att komma till månen, medan det tar sex månader att komma till Mars. Och eftersom ett marsår är mycket längre än ett jordår, planeterar planeterna bara på rätt sätt för resor en gång vartannat år. Det är ungefär en tvåveckorsperiod då du kan starta en raket för att komma från jorden till Mars (kallas ett ”startfönster”), och om du saknar det har du tur tills nästa gång de inriktar sig i rätt sätt, två år senare.
Månen är å andra sidan lätt att komma till, eftersom den är mycket närmare. Faktum är att eftersom månen kretsar kring Jorden, vi kan åka dit ganska mycket närhelst vi vill.
Detta har stora säkerhetsmässiga konsekvenser: Att rädda människor från månen skulle bara ta några dagar, medan på Mars kan människor vara strandsatta i flera år. (Kom ihåg boken och filmen The Martian?) Om du vill ha en konversation med någon på månen från planeten Jorden skulle du bara ha några sekunder fördröjning. Förseningen till Mars är mellan fyra och 24 minuter, beroende på om Mars är på ”vår sida” av solen eller motsatt sida. Om du tycker att videokonferenser är dåliga, kan du tänka dig att prata med någon med 24 minuters fördröjning. Uhg.
Ekonomiska fördelar
Precis som det är lättare att skicka leveranser till månen än att skicka dem till Mars är det mycket, väldigt mycket att skicka saker från månen ner till jorden billigt (läs Robert Heinlein-boken, Månen är en hård älskarinna). Så om vi bryter månen för ämnen som metaller eller Helium-3, som behövs för kärnfusion, kan vi få saker tillbaka till jorden för nästan ingen kostnad alls. Om du skjuter saker i en kanon från månen i rätt vinkel och hastighet skulle det bokstavligen falla tillbaka till jorden.
Om vi bryter Mars för dessa typer av råvaror, det skulle vara otroligt dyrt att få tillbaka dem till jorden. Raketer måste byggas på (eller i omloppsbana runt) Mars, och dessa måste göra den långa resan tillbaka till jorden, som tar mycket bränsle. Ur en rent handelsorienterad synvinkel är en månekoloni en mycket bättre ekonomisk satsning.
Solhändelser
Kommer du ihåg den sex månaders resa till Mars? Astronauter skulle vara ute på ett litet fartyg i rymden. Om det fanns en stor solhändelse som fick strålningen att öka avsevärt, vilket händer mycket, skulle de dö om inte fartyget hade extremt kraftig strålningsskydd.
En sol händelse kan hända på vägen till månen också. Men eftersom det bara tar tre dagar att komma dit är det lättare att undvika tider då det kan förekomma strålningsuppblåsningar.
Earth-rise
Att se jorden stiga medan du sitter i mitt vardagsrum på månen skulle vara fantastiskt. Såvida vi inte flydde jorden för att det hade blivit en kärnkraftsöken. Då skulle det bara vara en påminnelse om allt vi hade förlorat.
Resultatet
På lång sikt vinner Mars. Månen är för hård för att vara något annat än en språngbräda mot livet i rymden. På grund av möjligheten för liv och den mycket intressanta geologin som ägde rum för länge sedan, ger Mars ett mycket bättre tillfälle för vetenskaplig utforskning. Och om något fruktansvärt hände på jorden och det inte längre kunde upprätthålla livet, skulle Mars vara ett mycket bättre ställe att leva på grund av möjligheten att hitta vatten, dess högre gravitation och atmosfär.
Med detta sagt är månen en mycket mer ekonomiskt genomförbar plats för en koloni.En Mars-koloni kommer att fortsätta att vara långt borta i framtiden tills finansieringen och de politiska vindarna skiftar.
Denna artikel har anpassats från ett originalinlägg på The Rocket Science Blog. Aaron Ridley är professor i rymdvetenskap och teknik vid University of Michigan. Hans podcast, X och varför, talar om vetenskap och teknik.