Under de kommande decennierna har NASA några ganska djärva planer för rymdutforskning. Till 2030-talet hoppas de kunna få upp sina ' Resan till Mars '. ett besättningsuppdrag som kommer att se astronauter resa bortom jorden för första gången sedan Apollo-eran. Samtidigt gillar privata företag och organisationer SpaceX och MarsOne hoppas kunna börja kolonisera Mars inom ett decennium eller så.
Enligt Chris Hadfield är dessa uppdragskoncept alla fina och bra. Men som han förklarade i en nyligen intervju , bör våra ansträngningar fokuseras på förnyad utforskning av månen och skapandet av en månbosättning innan vi gör samma sak för Mars. I detta avseende får han sällskap av organisationer som Europeiska rymdorganisationen (DETTA), Roscosmos , den Kinesiska rymdorganisationen (CNSA) och andra.
När det gäller att etablera en bas på månen är fördelarna ganska betydande. Till att börja med kan en månutpost fungera som en permanent forskningsbas för team av astronauter. I samma avseende skulle det ge möjligheter till vetenskapligt samarbete mellan rymdorganisationer och privata företag – ungefär på samma sätt som Internationell rymdstation gör idag.
Utöver det kan en månutpost fungera som en tankstation, vilket underlättar uppdrag djupare in i solsystemet. Enligt uppskattningar utarbetad av NexGen Space LLC (ett konsultföretag för NASA), skulle en sådan bas kunna minska kostnaderna för eventuella framtida Mars-uppdrag med cirka 10 miljarder dollar per år. Sist men inte minst skulle det utnyttja nyckelteknologier som har utvecklats de senaste åren, från återanvändbara raketer till additiv tillverkning (aka. 3D-utskrift).
Och som Chris Hadfield konstaterade i en intervju med Ny vetenskapsman ,det finns också ett antal praktiska skäl för att återvända till månen innan man åker till Mars – allt från avstånd till utvecklingen av ”rymdexpertis”. För dem som är intresserade av vetenskap och rymdutforskning har Chris Hadfield blivit ett känt namn de senaste åren. Innan han blev astronaut var han pilot hos Royal Canadian Air Force (RCAF) och flög uppdrag för NORAD.
Efter att ha gått med i kanadensiska rymdorganisationen (CSA) 1992 deltog han i två rymduppdrag –STS-74ochSTS-1001995 respektive 2001 – som missionsspecialist. Dessa uppdrag involverade möten med Ryska rymdstationen Mir och ISS. Men hans största prestation inträffade 2012, när han blev den första kanadensiska astronauten som beordrade ett ISS-uppdrag – Expedition 35 .
Under loppet av detta 148-dagars uppdrag lockade Hadfield betydande mediaexponering på grund av hans omfattande användning av sociala medier för att främja rymdutforskning. Faktiskt, Forbes beskrev Hadfield som 'den kanske mest kunniga astronauten på sociala medier som någonsin lämnat jorden'. Hans marknadsföringsaktiviteter inkluderade ett samarbete med Ed Robertson från The Barenaked Ladies and the Wexford Gleeks, där han sjöng ' Är det någon som sjunger? ' (I.S.S.) via Skype.
Den kanadensiske astronauten Chris Hadfield, den första kanadensaren som tjänstgjorde som befälhavare för ISS. Kredit: CTV
Sändningen av denna händelse var en stor mediasensation, liksom hans återgivning av David Bowies' Space Oddity ',som han sjöng strax innan han lämnade stationen i maj 2013. Sedan han gick i pension från Canadian Space Agency har Hadfield blivit en vetenskapskommunikatör och förespråkare för rymdutforskning. Och när det kommer till framtiden var han ganska direkt i sin bedömning att vi måste se till månen först.
Enligt Hadfield har en av de största anledningarna till att etablera en bas på månen att göra med dess närhet och det faktum att människor har gjort denna resa tidigare. Som han uppgav :
'Med långdistansutforskning av rymden finns det ett helt smörgåsbord av okända. Vi känner till några av hoten: utrustningens opålitlighet, hur man ska ge tillräckligt med mat för den långa tiden. Men det finns otaliga andra: Vilka är effekterna av kosmiska strålar på människokroppen? Vilken typ av rymdfarkost behöver du bygga? Vilka är de psykologiska effekterna av att inte ha något i fönstret på månader och månader? Och att gå till ett ställe som ingen någonsin har varit förut, det kan inte räknas bort.'
I det har han verkligen en poäng. Närmast – det vill säga när den är i 'motsättning med solen', vilket inträffar ungefär vartannat år – är Mars och jorden fortfarande väldigt långt ifrån varandra. Faktum är att den senaste närmaste inflygningen inträffade 2003, när de två planeterna var ungefär 56 miljoner km (33,9 miljoner miles) från varandra. I juli förra året var planeterna återigen i opposition, där de var cirka 57,6 miljoner km (35,8 miljoner miles) från varandra.
Med konventionella metoder skulle det ta ett uppdrag mellan 150 och 300 dagar att ta sig från jorden till Mars. Medan ett mer bränsleeffektivt tillvägagångssätt (som jonmotorer) skulle kosta mindre men ta mycket längre tid, skulle en snabbare metod som kemiska raketer kunna kosta mycket mer. Även med Nukleär termisk framdrivning (NTP) eller Variabel Specifik Impuls Magnetoplasma raket (VASIMR) koncept kan resan fortfarande ta 5 till 7 månader.
Under denna tid skulle astronauter inte bara utsättas för en hel del kosmisk strålning, de skulle behöva brottas med effekterna av mikrogravitation. Som studier som har utförts ombord på ISS har visat kan långvarig exponering för en mikrogravitationsmiljö leda till förluster i bentäthet, muskelatrofi, nedsatt syn och organskador .
Nyliga studier har också visat att exponering för strålning på Mars yta skulle vara ganska betydande. Under sin resa till Mars, Nyfikenhet rover registrerade att den utsattes för en genomsnittlig dos på 1,8 millisievert (mSv) per dag inifrån sitt rymdskepp – Mars Science Laboratory . Under sina första trehundra dagar på ytan exponerades den för cirka 0,67 millisievert (mSv) per dag.
Detta är ungefär hälften och en femtedel (respektive) av vad människor utsätts för under ett genomsnitt här på jorden. Även om detta faller utanför NASA:s officiella riktlinjer, är det fortfarande inom riktlinjerna för andra rymdorganisationer. Men för att göra saken värre, a ny studie från University of Nevada, Las Vegas, drog slutsatsen att exponering för kosmisk strålning kan orsaka cellskador som skulle spridas till andra celler i kroppen, vilket effektivt fördubblar risken för cancer.
Riskerna med att åka till månen är däremot lätta att förutse. Tack vare Apollo-uppdrag , vi vet att det tar mellan två och tre dagar att resa från Jorden till månen . De Apollo 11 uppdraget, till exempel, lanserades från Cape Kennedy den 16 juli 1969 och anlände i månbanan den 19 juli 1969 – tillbringade totalt 51 timmar och 49 minuter i rymden. Astronauter som utför denna typ av uppdrag skulle därför utsättas för mycket mindre strålning.
Konstnärens intryck av en månbas skapad med 3-d-utskriftstekniker. Kredit: ESA/Foster + Partners
Visst, månens yta är fortfarande utsatt för betydande mängder strålning eftersom månen inte har någon atmosfär att tala om. Men NASA uppskattar att väggar som är 2,5 meter tjocka (och gjorda av månregolit) kommer att tillhandahålla all nödvändig avskärmning för att hålla astronauter eller kolonister säkra. En annan bra anledning att gå till månen först, enligt Hadfield, är för att expertis i att leva utanför världen saknas.
'Det bor sex personer på den internationella rymdstationen, och vi har haft människor där kontinuerligt i nästan 17 år,' han sa . 'Men verkligheten är att vi ännu inte har listat ut hur vi ska leva permanent utanför planeten. Så jag tror att om vi följer det historiskt drivna mönstret så skulle månen vara först. Inte bara för att bekräfta att vi kan nå dit, utan för att visa att vi också kan bo där.”
Men det kanske bästa skälet att bosätta månen innan man flyttar till Mars har att göra med det faktum att utforskning alltid har handlat om att ta nästa steg, och sedan nästa. Man kan inte bara hoppa från en plats till nästa och förvänta sig framgångsrika resultat. Det som krävs är babysteg. Och med tiden kan tillräcklig dragkraft erhållas och processen kommer att öka hastigheten, vilket möjliggör steg som är större och mer långtgående. Eller som Hadfield uttryckte det:
'Under tiotusentals år har människor följt ett mönster på jorden: fantasi, till teknikaktiverad utforskning, till bosättning. Det är hur de första människorna kom till Australien för 50 000 eller 60 000 år sedan, och hur vi gick från Yuri Gagarin och Alan Shepherd som kretsade runt jorden till de första människorna som satte fotspår på månen, till människor som lever i omloppsbana.
Utifrån denna utveckling kan man därför se varför Hadfield och andra tror att nästa logiska steg är att återvända till månen. Och när vi väl har etablerat ett fotfäste där, kan vi sedan använda det för att starta långdistansuppdrag till Mars, Venus och bortom. Inkrementella steg som så småningom leder till att människor sätter sin fot på varje planet, måne och större kropp i solsystemet.
När det gäller månkolonisering, se till att kolla in vår serie om Att bygga en månbas , av Universe Todays egen Ian O’Neill.
Vidare läsning: Ny vetenskapsman