Bulan vs Mars. Kesesuaian untuk kolonisasi

Setelah program Apollo berakhir, semua orang mulai berpikir untuk terbang ke Mars. Dalam artikel ini saya akan menjelaskan semua pro dan kontra dari penerbangan ke Mars dan Bulan.




1. Durasi penerbangan

Bulan : 3 hari.

Mars : sekitar 250 hari di sepanjang lintasan Gomanovsky, sekitar 145 hari di sepanjang " lintasan cepat ". (Perlu tambahan 400 m / s dV). Dalam kasus "miss" masa lalu Mars atau yang lainnya. kerusakan dapat dikembalikan ke Bumi dalam waktu sekitar 145 hari yang sama, terbang di sekitar Mars.

2. Biaya energi untuk penerbangan

Bulan : sekitar 3000 m / detik untuk pergi ke jalur penerbangan Bulan dengan DOE + 800 m / detik untuk memperlambat dan memasuki orbit Bulan.

Mars : kira-kira 3600 m / s untuk pergi ke jalur penerbangan ke Mars (4000 m / s untuk jalur Cepat ). Setelah penerbangan ke Mars, 3 opsi dimungkinkan:

1. Tangkapan balistik: Pesawat ruang angkasa terbang di depan planet ini, tetapi dengan kecepatan kurang dari planet itu. Kemudian planet itu "merayap" ke dalam pesawat ruang angkasa, dan menangkapnya di orbitnya. Maka akan mungkin untuk memperlambat atmosfer, seperti yang dilakukan MRO :





Kelebihan: Konsumsi bahan bakar rendah.
Cons: Kita perlu perhitungan yang akurat agar tidak "ketinggalan" melewati Mars.

2. Pengereman atmosfer. Pintu masuk ke atmosfer dengan kecepatan sekitar 6 km / s.



Pro: Konsumsi bahan bakar terendah, perhitungan untuk penerbangan lebih mudah daripada untuk penangkapan balistik.
Cons: Diperlukan perlindungan termal, mampu menahan masuk ke atmosfer Mars dengan kecepatan sekitar 6 km / s.

3. Masuk ke orbit menggunakan sistem propulsi sendiri.



Kelebihan: Perhitungan jauh lebih sederhana daripada untuk menangkap balistik dan pengereman atmosfer.
Cons: Biaya bahan bakar tinggi.

Metode kedua akan optimal untuk kapal kargo. Untuk yang berawak, yang ketiga (dalam hal mesin ion efisien) atau yang pertama dalam kondisi tidak ada / hemat bahan bakar paling cocok.

3. Radiasi

Bulan : Anda dapat terbang "ke luar jendela" ketika Matahari paling tidak aktif, dan tidak ada yang mengancam kesehatan para astronot. Di permukaan bulan, radiasi tidak berbeda dari ruang angkasa karena bulan tidak memiliki medan magnet.

Mars : Tidak mungkin untuk "keluar dari jendela" karena durasi penerbangan yang panjang. Proyek Mars One mengusulkan untuk melindungi astronot dengan air. Kepadatan perlindungan akan menjadi 40 g / cm2 untuk "tempat berlindung" dalam kasus suar matahari dan 15 g / cm2 untuk sisa kapal. Proteksi radiasi meningkatkan massa kapal beberapa kali. Menurut instrumen RAD dari penjelajah Curiosity, 180 hari di luar angkasa (dan Bulan tidak memiliki atmosfer atau medan magnetnya sendiri) setara dengan 500 hari di permukaan.

4. Landing

Moon : Tahap pendaratan akan menimbang 60% dari payload. Pengereman aerodinamis tidak dimungkinkan karena bulan tidak memiliki atmosfer.

Mars: Semua misi Mars menggunakan hambatan aerodinamis. Keingintahuan mengerem hingga 410 m / s menggunakan pelindung panas, dan kemudian ke 100 m / s menggunakan parasut. Setelah itu dia dikecewakan oleh “sky crane”. Jika Anda tidak menggunakan parasut, maka untuk mendarat setelah pengereman aerodinamik Anda akan membutuhkan sekitar 500-600 m / s dV. Oleh karena itu, massa tahap pendaratan akan menjadi sekitar 30% dari massa muatan (dengan mempertimbangkan perisai panas).

5. Take-off

Moon : Massa muatan saat memasuki orbit Bulan adalah 40%.

Mars : Massa muatan saat memasuki orbit Mars adalah sekitar 25%. Meskipun ada proyek tentang penggunaan hidrogen dan CO2 yang dibawa dari atmosfer (dan 95% di sana) untuk produksi metana(CH4) dan penggunaan selanjutnya pada tahap take-off, yang akan mengurangi massa bahan bakar yang dikirim untuk take-off menjadi 7%.
Semuanya jelas di sini: kecepatan ruang 1 untuk Bulan adalah 1,68 km / s, dan untuk Mars 3,55 km / s.

6. Lama menginap minimum.

Bulan : Anda dapat terbang segera setelah mendarat / memasuki orbit satelit. Anda bahkan tidak harus pergi ke orbit, seperti yang harus Anda lakukan selama misi Apollo 13 .

Mars : Setelah memasuki orbit, Anda perlu menunggu sekitar 17 bulan untuk planet berada dalam posisi yang menguntungkan untuk penerbangan. Anda dapat terbang lebih awal, melintasi orbit Venus. Tetapi ini membutuhkan biaya energi yang tinggi.

7. Gravitasi
Waktu yang dihabiskan orang di bulan sangat singkat, dan oleh karena itu tidak mungkin untuk mengevaluasi efek gravitasi kecil pada manusia.
Catatan untuk tinggal di stasiun orbital adalah 437 hari .
Oleh karena itu, selama 145-260 hari penerbangan ke Mars dengan para astronot, tidak ada yang berbahaya dari ketiadaan gravitasi yang akan terjadi.
Tidak diketahui bagaimana akan lebih mudah bagi seorang astronot untuk bergerak di sekitar Mars: melompat seperti kanguru atau berjalan.
Bulan : 16,5% dari gravitasi Bumi

Mars : 37,8% dari gravitasi Bumi.

8. Kondisi lingkungan

bulan: Debu bulan bersifat abrasif. Hal ini dapat menonaktifkan mekanisme, dari mikrobleeding internal di paru-paru adalah mungkin. Mustahil untuk menumbuhkan apa pun di tanah bulan, tetapi dimungkinkan untuk mengekstraksi logam darinya dan kemudian membangun struktur darinya.
Suhu di bulan berkisar dari -180 hingga 120 derajat.





Mars : Debu Mars tidak seterang Lunar. Atmosfer Mars "lebih lemah" dari atmosfer bumi 110-150 kali tergantung pada musim. Komposisi yang tepat dari tanah Mars tidak diketahui, jadi saya tidak bisa mengomentari kemungkinan mengekstraksi apa pun selain air. Pada 2018, SpaceX berencana mengirim misiuntuk mengambil sampel tanah Mars dan mengirimkannya ke Bumi, tetapi kemudian misi ini ditunda hingga 2022. Suhu di Mars berkisar dari -140 hingga 20 derajat. Dari segi suhu, Mars lebih disukai daripada Bulan.
Tumbuhan bisa ditanam di tanah Mars. Baca lebih lanjut tentang ini di sini dan di sini .





9.

Bulan Air : Di Bulan, keberadaan sekitar 600.000.000 m3 es di Kutub Utara telah terbukti .

Mars : Jika semua es di Mars meleleh, maka planet ini bisa tertutup air hingga 22 meter. Tetapi pada kenyataannya ini tidak akan terjadi. atmosfer terlalu lemah untuk menahan air dalam keadaan cair.
Lebih banyak tentang air di Mars menulis Kucing Hijau di sini dan di sini.

10. Energi Matahari
Bulan : Kekuatan radiasi matahari di bulan adalah sekitar 1400 W / m2. Efisiensi panel surya adalah 20-40%, ini akan memungkinkan untuk menerima 280-560 W / m2 listrik. Tetapi masalahnya adalah bahwa Bulan membuat 1 revolusi dalam 28 hari yaitu ada 14 hari sehari dan 14 hari malam. Oleh karena itu, bulan harus mengirimkan banyak baterai untuk menjaga operabilitas stasiun selama 2 minggu.
Mars : Mars lebih jauh dari Matahari lebih jauh dari Bumi dan Bulan. Kekuatan radiasi matahari sekitar 600 W / m2. Panel surya akan menghasilkan 120-240 W / m2. Mars membuat 1 revolusi dalam 24 jam 40 menit.

NASA memiliki rencana untuk penerbangan ke Mars, dan Roskosmos ke Bulan. Tetapi semua orang bisa maju dari SpaceX. Elon Musk akan melakukannya mengatur penerbangan ke Mars pada tahun 2025.

Source: https://habr.com/ru/post/id389973/