Forskere skitserer grundlaget for en koloni på Mars

EPFL-forskere har kortlagt de nødvendige trin for at opbygge en selvbærende forskningsbase på Mars, som ville være beboelig på lang sigt. Deres arbejde kan hjælpe forskere med at sætte prioriteter for rumprogrammer, der udforsker Mars såvel som solsystemet som helhed.

Hvis der nogensinde var liv på Mars, dens spor findes højst sandsynligt ved planetens poler. Eller mere specifikt, i sine polære lagdelte aflejringer, som er lag af is og støv, der er opbygget gennem tusinder af år. Så, ifølge et hold af EPFL-forskere, polerne ville være det mest logiske sted at etablere en forskningsbase og, potentielt, kolonier. Dette hold har kortlagt en trin-for-trin strategi sammen med den nødvendige teknologi til at opbygge en forskningsbase på Mars, der ville være selvbærende, og som kunne rumme en langsigtet bemandet tilstedeværelse. Resultaterne af deres arbejde vil snart blive offentliggjort i Acta Astronautica og præsenteres i dag på Entretiens Internationaux du Tourisme du Futur-konferencen i Vixouze, Frankrig.

"Polerne kan udgøre flere udfordringer i begyndelsen, men de er den bedste placering på lang sigt, da de rummer naturressourcer, som vi måske kan bruge, siger Anne-Marlene Rüede, hovedforfatter af undersøgelsen og en student minoring i rumteknologi ved EPFL's Space Engineering Center (eSpace). Og selvom forskerne tænker langt ind i fremtiden – kolonier, der ville blive udviklet over flere generationer – gik de stadig i detaljer i deres design. "Vi ønskede at udvikle en strategi baseret på teknologier, der er blevet valgt i overensstemmelse hermed og skitsere et testscenario, så 20 år fra nu, astronauter vil være i stand til at udføre denne form for rummission, " tilføjer hun.

Først basen, derefter besætningen

EPFL-forskernes strategi involverer at sende en seks-mands besætning til Mars' nordpol under polarsommeren, at drage fordel af de 288 dage med kontinuerligt lys, og derefter returnere dem sikkert til Jorden. Det første nye element i deres strategi er, at det ville finde sted i to faser. Først, robotter ville blive sendt op for at bygge et minimalt opholdsrum til besætningen og for at teste de tilgængelige naturressourcer på stedet. Så ville besætningen blive bragt ind. Denne tilgang ville minimere den nyttelast, rumfærger skulle bære, og gøre missionen så sikker som muligt for besætningsmedlemmerne. Imidlertid, Ingeniører har endnu ikke udviklet raketter, der kan håndtere 110 tons udstyr.

For at forskningsgrundlaget kan opretholde en bemandet tilstedeværelse i ni måneder - og i sidste ende endnu længere - er planen at maksimere udnyttelsen af ​​de naturlige ressourcer, der findes på Mars, først og fremmest vand. Opdagelsen af ​​is ved polerne betyder, at basen teoretisk set kunne producere vand, ilt og nitrogen - forbindelser essentielle for menneskers liv. Andre kemikalier i Mars' luft (især CO2) og jord (som silicium, jern, aluminium og svovl) potentielt kan bruges til at fremstille materialer som mursten, glas og plast, eller endda brændstoffer som hydrogen og methanol. Alt det ville gøre forskningsbasen selvbærende i det lange løb.

Men i første omgang, vitale ressourcer som mad og energi skal flyttes op fra Jorden. Disse kan omfatte frysetørret mad, en thoriumreaktor og batterier.

En tre meter tyk iglo

Forskningsbasen vil bestå af tre moduler:en central kerne, kapsler og en kuppel. Den centrale kerne ville være 12,5 meter høj og fem meter i diameter, og ville rumme det minimale boligareal samt alt, hvad besætningen havde brug for for at leve. De tre kapsler ville blive bygget op omkring det minimale opholdsrum og tjene som luftsluser mellem det rum og det ydre. Robotter ville oprette disse strukturer i løbet af missionens første fase. Kuppelen ville dække hele bunden og ville være lavet af polyethylenfiber dækket med et tre meter tykt lag is – hvilket skaber en slags iglo. Kuplen ville også repræsentere et ekstra boligareal, tilvejebringe en anden barriere for at beskytte besætningen mod stråling og mikrometeoroider, og hjælpe med at holde trykket konstant inde i basen.

En anden nyskabelse i forskernes plan er at skabe et kransystem, der vil kredse om Mars og blive opsendt under den anden mission. Dette system ville tjene som et overførselspunkt mellem rumfærger, der kommer op fra Jorden, og forskningsbasen på Mars. Et specielt krankøretøj designet af forskerne ville losse udstyr fra rumfærger til Mars' overflade. "Krankøretøjet kunne genbruges flere gange og ville blive drevet af brændstof produceret på Mars. Det ville reducere nyttelasten, som rumfærger skulle bære op til forskningsbasen, " siger Claudio Leonardi, en anden videnskabsmand involveret i undersøgelsen. "Køretøjets dockingsystem ville ligne det, der blev brugt på den internationale rumstation:når en rumfærge var forankret, køretøjet ville losse lasten og besætningen og sætte dem ned på Mars." Det, der gør deres køretøjsdesign unikt, er, at motorerne er placeret over køretøjets tyngdepunkt, og at køretøjet kan bruges til seks missioner. Brændstoffet til opstigningen ville blive lavet in situ, og det for nedstigningen ville komme fra Jorden.

"Vi bliver nødt til at udføre en indledende mission for at prøve alting ud for første gang. Og jo bedre den indledende mission er gennemtænkt, jo hurtigere vil vi være i stand til at få gang i tingene og gå videre til kolonisering, " siger Anne-Marlene Rüede. I virkeligheden forskerne har ikke taget stilling til udsigten til at kolonisere Mars. Men en af ​​de vigtigste fordele ved denne forskning er, at de systemer, den forestiller sig, kan bruges til robotmissioner generelt, om Mars, månen, terrestrisk eller andet.