Der er nu en måldato i 2030 for en bemandet mission til Mars. Men hvor tæt er vi egentlig på at blive Martians?
I modsætning til science fiction-film med groteske aliens og fjerne galakser, Ridley Scotts Marsmanden skildrer en sci-fi-rummission, der snart kunne være videnskabsfakta. Billedkredit: 20th Century Fox
Af Sidney Perkowitz, Emory University
Som ethvert forhold på lang afstand har vores kærlighedsforhold til Mars haft sine op- og nedture. Planetens røde farvetone gjorde det til en markant - men ildevarslende - nat tilstedeværelse for de gamle, som kiggede på det med det blotte øje. Senere fik vi tættere udsigt gennem teleskoper, men planeten forblev stadig et mysterium, moden for spekulation.
For et århundrede siden fortolkede den amerikanske astronom Percival Lowell fejlagtigt Marsoverfladefunktioner som kanaler, som intelligente væsener havde bygget for at distribuere vand over en tør verden. Dette var blot et eksempel i en lang historie med at forestille sig liv på Mars, fra H G Wells, der fremstiller Martians som blodtørstige indtrængende af Jorden, til Edgar Rice Burroughs, Kim Stanley Robinson og andre, der spekulerede på, hvordan vi kunne besøge Mars og møde martianerne.
Den røde planet, set af Hubble-rumteleskopet. Billedkredit: Jim Bell (Cornell University), Justin Maki (JPL) og Mike Wolff (Space Sciences Institute) og NASA
Den seneste post i denne lange tradition er sci-fi-flikken The Martian, der frigives den 2. oktober. Regisseret af Ridley Scott og baseret på Andy Weirs selvudgivne roman fortæller den historien om en astronaut (spillet af Matt Damon) strandet på Mars. Både bog og film prøver at være så tro mod videnskaben som muligt - og faktisk er videnskaben og fiktion omkring missioner til Mars hurtigt konvergerende.
NASAs Curiosity rover og andre instrumenter har vist, at Mars engang havde oceaner med flydende vand, et fristende antydning om, at livet engang var til stede.
Og nu har NASA netop rapporteret den elektrificerende nyhed om, at der flyder flydende vand på Mars i dag.
Denne opdagelse øger oddsene for, at der i øjeblikket er liv på Mars - billedmikrober, ikke små grønne mænd - mens interessen for NASAs forslag til astronauter der i 2030'erne øges som den næste store udforskning af rum og fremmed liv.
Så hvor tæt er vi faktisk ved at indgive mennesker til Mars og få dem til at overleve på en uvurderlig planet?
Først skal vi komme dertil
At gøre det til Mars vil ikke være let. Det er den næste planet ud fra solen, men en skræmmende 140 millioner kilometer væk fra os i gennemsnit - langt ud over Jordens måne, som næsten 250.000 miles væk er den eneste anden himmellegeme, som mennesker har sat foden på.
Ikke desto mindre mener NASA og flere private ventures, at de ved at videreudvikle eksisterende fremdrivningsmetoder kan være et bemandet rumfartøj til Mars.
Det vil tage den største, mest kraftfulde raketforstærker nogensinde bygget for at komme den helt til Mars. Tests er allerede i gang. Fotokredit: Orbital ATK
Et NASA-scenarie ville over flere år forudse positioner på den Martiske måne Phobos, der blev sendt der af ubemandet rumfartøj; land fire astronauter på Phobos efter en otte-måneders tur fra Jorden; og færge dem og deres forsyninger ned til Mars i et ti-måneders ophold, før astronauterne returneres til Jorden.
Vi ved dog mindre om, hvordan en lang rejse inde i en trang metalboks ville påvirke besætningens sundhed og moral. Udvidet tid i rummet under i det væsentlige nul tyngdekraft har uheldige virkninger, herunder tab af knogletæthed og muskelstyrke, som astronauter oplevede efter måneder ombord på den internationale rumstation (ISS).
Der er også psykologiske faktorer. ISS-astronauter i Jordens kredsløb kan se og kommunikere med deres hjemmeplanet og kunne om nødvendigt nå det i et flugtfartøj.
For det isolerede Mars-hold ville hjem være en fjern prik på himlen; kontakt ville blive vanskeliggjort af den lange tidsforsinkelse for radiosignaler. Selv ved Mars's nærmeste tilgang til Jorden, 36 millioner miles, ville det gå næsten syv minutter, før noget, der blev sagt over en radioforbindelse, kunne modtage et svar.
For at klare alt dette skal besætningen screenes omhyggeligt og trænes. NASA simulerer nu de psykologiske og fysiologiske virkninger af en sådan rejse i et eksperiment, der isolerer seks mennesker i et år i en lille struktur på Hawaii.
Overlevende i et uvurderligt marslandskab
Disse bekymringer ville fortsætte under astronauternes ophold på Mars, som er en hård verden. Med temperaturer på gennemsnitligt -80 Fahrenheit (-62 Celsius) og kan falde til -100F (-73C) om natten, er det koldt ud over alt, hvad vi støder på på Jorden; dens tynde atmosfære, for det meste kuldioxid (CO?), er uforbrændbar og understøtter enorme støvstorme; det er udsat for ultraviolet stråling fra solen, der kan være skadeligt; og dens størrelse og masse giver det et tyngdekrafttræk, der kun er 38% af jordens - hvilket astronauter, der udforsker overfladen i tunge beskyttelsesdragter, ville glæde sig over, men som også kunne forværre knogle- og muskelproblemer.
Ingeniører og teknikere tester allerede rumdragtets astronauter skal bære i Orion-rumfartøjet på ture til det dybe rum, herunder Mars. Fotokredit: NASA / Bill Stafford
Når astronauterne etablerer deres base, planlægger NASA at bruge Mars 'egne ressourcer til at overvinde nogle af disse forhindringer.
Heldigvis bør vand og ilt være tilgængeligt. NASA havde planlagt at prøve en form for minedrift for at hente vand, der eksisterede lige under Marsoverfladen, men det nye fund af overfladevand kan muligvis give en lettere løsning for astronauterne. Mars har også betydeligt ilt bundet i sit atmosfæriske CO ?. I MOXIE-processen (Mars Oxygen In situ ressourceudnyttelseseksperiment) bryder elektricitet CO? molekyler til kulilte og åndbart ilt. NASA foreslår at teste denne iltfabrik ombord på en ny Mars rover i 2020 og derefter skalere den op til den bemande mission.
Der er også potentiale til at fremstille den sammensatte metan fra Martiske kilder som raketbrændstof til tilbagevenden til Jorden. Astronauterne skal også være i stand til at dyrke mad ved hjælp af teknikker, der for nylig gjorde det muligt for ISS-astronauterne at smage den første salat, der blev dyrket i rummet.
Uden at bruge nogle af Mars 'råvarer, skulle NASA sende hvert skrot af, hvad astronauterne har brug for: udstyr, deres beboelse, mad, vand, ilt og raketbrændstof til returrejsen. Hvert ekstra pund, der skal trækkes op fra Jorden, gør projektet så meget vanskeligere. ”At leve af landet” på Mars, skønt det kunne påvirke det lokale miljø, ville enormt forbedre oddsen for succes med den indledende mission - og for eventuelle bosættelser der.
NASA vil fortsætte med at lære om Mars og finpudse sin planlægning i de næste 15 år. Der er selvfølgelig formidable vanskeligheder fremover; men det er nøglen, at indsatsen ikke kræver større videnskabelige gennembrud, som i deres natur er uforudsigelige. I stedet afhænger alle de nødvendige elementer af, at kendt videnskab anvendes via forbedret teknologi.
Ja, vi er tættere på Mars, end mange måske tror. Og en vellykket bemandet mission kunne være vores menneskelige signatur i vores århundrede.
Sidney Perkowitz, emeritus Candler professor i fysik, Emory University
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.