Att etablera en mänsklig bosättning på Mars har varit rymdorganisationernas febriga dröm under en tid. Långt innan NASA tillkännagav sin ' Resan till Mars ” – en plan som beskrev de steg som måste vidtas för att montera ett bemannat uppdrag till 2030-talet – byråns planerade hur ett besättningsuppdrag skulle kunna leda till etablering av stationer på planetens yta. Och det verkar som om detta äntligen kan bli verklighet under de kommande decennierna.
Men när det gäller att etablera en permanent koloni – en annan punkt av intresse när det kommer till Mars-uppdrag – kan de kommande decennierna vara lite för tidigt. Så var budskapet under en nyligen genomförd kollokvium som hölls av NASA:s arbetsgrupp för framtida rymdoperationer (FISO). Med titeln 'Selecting a Landing Site for Humans on Mars' satte denna presentation upp målen för NASA:s bemannade uppdrag under de kommande decennierna.
FISO-föreläsningsserien, som grundades 2006 av den då aktiva FISO-arbetsgruppen, är avsedd som en innovativ uppsökande insats som hjälper ledare inom områdena vetenskap, teknik, ingenjörskonst och rymdutforskning att få kontakt med allmänheten. Kollokviet hölls den 16 mars och berörde ett antal frågor som togs upp vid den första landningsplatsen/utforskningszonens workshop för mänskliga uppdrag till Mars yta – som ägde rum i oktober 2015 på Lunar Planetary Institute (LPI) i Houston, TX.
NASA föreslagna uppdrag till Mars kräver skapandet av en 'utforskningszon', som kommer att fungera som centrum för dess besättningsaktiviteter på den röda planeten. Kredit: NASA
Presenterad av Dr Ben Bussey från NASA Direktoratet för mänsklig utforskning och operationsuppdrag (HEOMD)) och Rick Davis från NASA Direktoratet för vetenskapsuppdrag (SMD), kollokviet och Houston-workshopen som föregick det var båda fokuserade på NASA:s planer för ett besättningsuppdrag till Mars, och skapandet av möjliga Exploration Zones (EZ) på planetens yta.
Innan han blev chefsforskare för prospektering vid HEOMD, arbetade Dr. Bussey som gruppövervakare för den planetära utforskningsgruppen vid John Hopkins University Applied Physics Laboratory och var också huvudutredare (PI) för Volatile Regolith Thermal Investigations Consortium for Exploration & Science (VORTICES) team på NASA Solar System Exploration Research Virtual Institute (SERVER).
Dr. Davis arbetade under tiden på Johnson Space Center och innehade ett flertal positioner i Direktoratet för flygverksamhet innan han blev biträdande direktör för vetenskap och utforskning vid SMD. Han har också lång internationell erfarenhet av ISS, vilket inkluderade tjänstgöring som Space Station Capsule Communicator (CAPCOM) för uppdraget Expedition 13 och Space Shuttle Mission, STS 119. Dessförinnan arbetade han som biträdande direktör för NASA Operations i Star Stad, Ryssland.
Som sådan är båda männen högt kvalificerade inom sina respektive områden och har mycket att erbjuda när det kommer till ämnet planetarisk utforskning. Och när det kommer till NASA:s föreslagna bemannade uppdrag på Mars, har båda varit mycket involverade i den pågående processen med att utvärdera potentiella landningsplatser, såväl som skapandet av potentiella EZ.
Konstnärens koncept av en Mars-habitat och trycksatt rover, av John Frassanito och Associates. Kredit: NASA
Enkelt uttryckt är en EZ en zon som sträcker sig upp till 100 km i alla riktningar runt en landningsplats, och som innehåller flera regioner av intresse (ROI). Andra platser inom en EZ inkluderar en landningsplats för uppdragets rymdfarkost, en vetenskapsplats för att bedriva forskning och en boplats där astronauterna kommer att uppföra bostadskvarter. En sådan plats kommer att vara nödvändig för utvecklingen av kapacitet och resurser som skulle tillåta oss att upprätthålla en mänsklig närvaro på Mars.
För närvarande har NASA 45 av dessa zoner kartlagda, som kommer att undersökas av HEOMD och SMD som en del av den fleråriga processen för att bestämma var och hur människor, och inte robotuppdrag, kommer att utforska Mars. Men, som indikerades under presentationens gång, skulle alla baser som byggdes på Mars-ytan vara strikt tillfälliga.
Som regissörsassistent Richard Davis förklarade för Universe Today via e-post:
'Utforskningszonen är verkligen ett kritiskt koncept för att möjliggöra mänsklig utforskning av Mars. Det handlar i grunden om att inrätta en semipermanent bas ungefär som vi gjorde med McMurdo Research Station i Antarktis eller till och med den internationella rymdstationen. En sådan semi-permanent forskningsbas är nyckeln eftersom vi stegvis kan bygga upp vår närvaro på Mars... inklusive boende- och forskningsmoduler, rovers och en hel rad maskiner/robotar för att stödja människor. Vi kan även lagra mat och andra förbrukningsvaror samt reservdelar. Denna förmåga att lagra nödvändiga föremål har visat sig vara ovärderlig ombord på ISS och representerar i praktiken en enorm försäkring om något skulle gå fel. I grund och botten skulle vi bygga till en hållbar närvaro. Det är inte en koloni eftersom det förmodligen inte kommer att permanent ockuperas initialt. Men det är ett kritiskt fotfäste på en annan planet – vilket ärligt talat skulle vara en evolutionär först!”
Medan etableringen av en EZ skulle innebära skapandet av en boplats som skulle fungera som bas för flera besättningsuppdrag, skulle nämnda besättningar endast vara där på en tillfällig och roterande basis. En permanent bosättning, där människor landade på Mars och stannade där på obestämd tid, finns helt enkelt inte med i böckerna, vad gäller NASA:s planer för ett bemannat uppdrag.
McMurdo Station, den enda bestående mänskliga närvaron i Antarktis, avbildad på natten. Kredit: m.earthtripper.com
Eller, som Dr. Bussey citerades av Space.com , en Mars-koloni är 'en lång väg på vägen. Ingen tänker på NASA-sidan som en permanent mänsklig bas. Tanken här är att du skulle ha din prospekteringszon som du ställer in för den första besättningen. Och den besättningen skulle lämna, och sedan skickar du en annan besättning vid nästa bra lanseringstillfälle. Så det är inte permanent upptaget, men det besöks flera gånger.'
'Om vi väljer basplatsen väl,' tillade Davis, 'kommer den att ha tillgång till mycket olika och spännande vetenskapsregioner av intresse - för att dra full nytta av att ha kreativa och adaptiva människor på planeten för att uppnå revolutionära framgångar inom vetenskapen. Den kommer också att ha tillgång till kritiska resurser som vatten för att upprätthålla de mänskliga upptäcktsresandena och för att minska de totala uppdragskostnaderna. När detta skulle utvecklas till en mer robust koloni är oklart. Men fotfästet gör den visionen mycket mer genomförbar. Om något skulle jag fokusera på fotfästet... om vi får det är jag ganska säker på att kolonin kommer att följa efter!”
Kort sagt skulle en tillfällig bas vara ett stort steg i riktning mot en permanent. Som redan nämnts skulle en boplats för Mars vara analog med en befintlig forskningsstation här på jorden - McMurdo Naval Air Facility i Antarktis. Etablerat 1955 som en del av 'Operation Deep Freeze' - en amerikansk ansträngning att utforska sydpolen - denna samling semipermanenta strukturer blev grunden för en bestående mänsklig närvaro i Antarktis.
Idag är McMurdo Antarktis största samhälle, med en funktionell och modern vetenskapsstation, en hamn, tre flygfält, en heliport och mer än 100 permanenta byggnader. På grund av detta har själva orden 'Operation Deep Freeze' kommit att vara synonymt med skapandet av en bestående närvaro i Antarktis – som på många sätt liknar Marsmiljön (dvs väldigt kall och ogästvänlig!). Det är inte konstigt varför NASA valde det som en modell för mänsklighetens planerade närvaro på mars, som de hoppas kommer att fungera som ram för en bestående mänsklig närvaro.
Konstnärens koncept av en Mars-astronaut som står utanför Mars One-habitatet. Kredit: Bryan Versteeg/Mars One
Naturligtvis kommer det sannolikt att dröja flera år innan en EZ-plats väljs. Och innan det kan hända planerar NASA att kartlägga Mars avlagringar av ytis omfattande. Varje plats som väljs ut för ett besättningsuppdrag kommer att behöva ha tillräckliga resurser för att upprätthålla en livsmiljö, varav den viktigaste är en tillräcklig vattenkälla. Denna undersökning kan också kräva att ytterligare ett omloppsuppdrag lanseras för att kartlägga ytan mer detaljerat.
Och även om NASA kan se en permanent bosättning som en avlägsen utsikt, finns det också flera privata företag som vill kolonisera Mars inom en snar framtid. Elon Musk har gjort det klart att han tänker bygga en Marskoloni med en befolkning på cirka 80 000 under de kommande decennierna. Han har också indikerat att förutom återanvändbara raketsystem, arbetar SpaceX med ett Mars Colonial Transporter , ett fartyg som kommer att kunna skjutsa 100 medborgare till Mars åt gången (för 500 000 $ per pop).
MarsOne , den nederländska baserade crowdsourced rymdsatsningen, försöker också fortfarande skicka frivilliga astronauter på en enkelresa till Mars (med början 2026) med avsikten att skapa en permanent bosättning där. Även om det finns gott om tvivel om att detta uppdrag kommer att äga rum inom de angivna tidsramar, eller om den första vågen av kolonister kommer till och med att överleva , MarsOne-grundaren Bas Landorp är fortfarande engagerad i att klara det.
Andra satsningar inkluderar Inspiration Mars , ett privat rymdföretag som startades av ingenjören och mångmiljonären Dennis Tito för att skicka ett par på förbi planeten. Med hjälp av Mars Society – världens största förespråkarorganisation för att främja mänsklig utforskning och bosättning av Mars – organisationen höll en designtävling i februari 2014 som såg 38 deltagande lag tävla om vems rymdskeppsdesign som skulle göra resan.
Konstnärens koncept för en möjlig koloni på Mars, av Ville Ericsson. Kredit: ville-ericsson.se
Och NASA är inte på något sätt den enda rymdorganisationen som ser på Mars som framtiden för sina utforskningsinsatser. Sedan 2001 har ESA övervägt en bemannat uppdrag till Mars , en som ursprungligen föreslogs äga rum 2033. 2011 slutförde Roscosmos och ESA den markbaserade MARS-500 – ett biomedicinskt experiment som simulerar bemannad flygning till Mars som är en del av ett föreslaget samriskföretag.
Den kinesiska rymdorganisationen har också indikerat att den hoppas kunna skicka ett bemannat uppdrag till Mars mellan 2040 och 2060 . Och den indiska rymdorganisationen (ISIRO) förväntas göra liknande planer, som bygger på framgångarna från deras senaste Mars Orbiter Mission (MAMMA). Så egentligen, mellan den offentliga sektorn och den privata sektorn, kommer det inte att råda brist på försök att sätta stövlar på den röda planeten.
Och även om framstegen kan verka lite långsamma för vissa människors smak, är det viktigt att komma ihåg att varje steg som tas av astronauter på Mars kommer att vara ytterligare ett steg mot att etablera en permanent mänsklig närvaro där. Historiska händelser kan inte skyndas på, och när det kommer till massiva åtaganden (som att kolonisera en planet), tenderar det långsamma och tålmodiga tillvägagångssättet att löna sig i slutändan!
Och medan vi väntar, se till att kolla in den här videon från öppningsplenumet för den första landningsplatsen/utforskningszonens workshop för mänskliga uppdrag:
TH: Space.com