Elon Musk hiçbir zaman uzun vadeli planlarını kendine saklayan biri olmadı. Yeniden kullanılabilir roketlerin, elektrikli arabaların ve devrim yaratan güneş enerjisinin geliştirilmesinin ötesinde, yaşamı boyunca Mars'ta bir koloni kurma konusunda da oldukça vokal olmuştur. Buradaki amaç, bir “yedek konum” oluşturarak insan ırkının hayatta kalmasını sağlamaktan başka bir şey değildir ve ciddi bir planlama ve mimari gerektirir.
Musk'ın Mars'a önerilen misyonunun bu ve diğer yönleri, 'Başlıklı bir makalede özetlendi. İnsanları Çok Gezegenli Bir Tür Yapmak “Derginin Haziran 2017 sayısında yayımlanmıştır.Yeni Alan. Bildiri, yaptığı sunumun bir özetidir. Uluslararası Uzay Bilimleri Kongresi'nin 67. Yıllık Toplantısı 26-30 Eylül 2016 tarihleri arasında Meksika, Guadalajara'da gerçekleşti.
Makale, Stanford Üniversitesi'nde danışman profesör ve baş editör olan Scott Hubbard tarafından hazırlandı.yeniUzay,ve Musk'ın orijinal sunumundaki tüm materyalleri ve slaytları içerir. İçinde Musk'ın bu yüzyılda Mars'ın kolonizasyonunun nasıl başarılabileceğine ve hangi konuların ele alınması gerektiğine dair düşünceleri yer alıyor.
Elon Musk, IAC'nin 67. yıllık toplantılarında Mars Planlarını açıkladı. Kredi: SpaceX/IAC
Bunlar arasında Mars'a insan ve yük gönderme maliyetleri, yolculuğu yapacak roket ve aracın teknik detayları ve olası maliyet dağılımları ve zaman çizelgeleri yer alıyor. Ama elbette, kilit felsefi soruları da ele alıyor – “Neden gidelim?” ve “Neden Mars?”
Bu ilk soruyu ele almak, uzay araştırmalarının en önemli yönlerinden biridir. John F. Kennedy'nin ikonik “Aya Gitmeyi Seçiyoruz” konuşmasını hatırlıyor musunuz? Bu konuşma, yalnızca bir niyet beyanı olmaktan çok, Kennedy yönetiminin Apollo programına adadığı tüm zaman, enerji ve para için bir gerekçeydi. Bu nedenle, Kennedy'nin konuşması her şeyden önce amacın neden asil bir girişim olduğunu vurguladı.
Mars'a bakarken Musk, hayatta kalmayı ve insanlığın uzaya yayılma ihtiyacını vurgulayarak benzer bir ton kullandı. o olarak belirtilmiş :
“Bence gerçekten iki temel yol var. Tarih iki yöne ayrılacak. Bir yol, sonsuza kadar Dünya'da kalmamız ve sonra bir tür yok olma olayı olacak. Hemen bir kıyamet kehanetim yok, ama tarihin dediğine göre eninde sonunda bir kıyamet olayı olacak. Bunun alternatifi, uzay taşıyan bir uygarlık ve çok gezegenli bir tür haline gelmektir, ki bunun doğru yol olduğuna siz de hemfikirsinizdir.”
Mars'ı doğal seçim yapan şeye gelince, bu biraz daha zorlu bir satıştı. Elbette, Mars'ın Dünya ile pek çok benzerliği var - bu nedenle genellikle 'Dünyanın İkizi' olarak adlandırılıyor - bu da onu bilimsel araştırmalar için cazip bir hedef haline getiriyor. Ama aynı zamanda, yüzeyde uzun süreli kalışların çekici olmaktan daha az görünmesine neden olan oldukça keskin farklılıkları da var. Peki neden doğal seçim olsun ki?
Sanatçının, ITS'de Mars'a bakan bir yolcunun yorumu. Kredi bilgileri: SpaceX
Musk'ın açıkladığı gibi, yakınlığın bununla çok ilgisi var. Emin olmak, Venüs Dünya'ya daha yakın , Mars ile 56 milyon km'ye (3.4796.787 mi) kıyasla 41 milyon km'ye (25.476.219 mi) yaklaşıyor. Ancak Venüs'ün düşmanca ortamı iyi belgelenmiştir ve süper yoğun bir atmosfer, kurşunu eritecek kadar sıcak sıcaklıklar ve sülfürik asit yağmuru içerir! Merkür çok sıcak ve havasız ve Jovian uyduları çok uzakta.
Bu, Musk söz konusu olduğunda bize yakın gelecek için sadece iki seçenek bırakıyor. Biri, önümüzdeki yıllarda üzerinde kalıcı bir yerleşimin olması muhtemel olan Ay. Aslında, ESA, NASA, Roscosmos ve Çin Ulusal Uzay İdaresi arasında, bir uzay gemisi inşa etmek için plan sıkıntısı yok. ay karakolu ISS'nin halefi olarak hizmet edecek.
Ancak Mars ile karşılaştırıldığında, kaynak bakımından daha az zengindir, atmosferi yoktur ve yerçekimi açısından büyük bir geçişi temsil eder ( 0.165G nazaran 0,376G ) ve günün uzunluğu ( 28 gün vs. 24.5 saat ) ilgilenirler. İşte Mars'a gitmek için en büyük neden, seçeneklerimizin sınırlı olması ve Mars'ın şu anda ulaşabildiğimiz tüm cisimler arasında Dünya'ya en çok benzeyeni olmasıdır.
Dahası Musk, zamanla daha da Dünya'ya benzer hale getirmek için kolonistlerin terraforming sürecini başlatmaya başlayabilecekleri gerçeğine izin veriyor. Belirttiği gibi (vurgu için kalın eklendi):
'Aslında, şimdi erken Mars'ın Dünya'ya çok benzediğine inanıyoruz.Aslında, Mars'ı ısıtabilseydik, bir kez daha kalın bir atmosfere ve sıvı okyanuslara sahip olurduk.Mars, Güneş'ten Dünya'nın yaklaşık yarısı kadar uzakta, bu yüzden hala yeterli güneş ışığına sahip. Biraz soğuk ama ısıtabiliriz. Çok yararlı bir atmosferi var, bu da öncelikle biraz nitrojen ve argon ve birkaç başka eser elementle birlikte CO2 olması, sadece atmosferi sıkıştırarak Mars'ta bitki yetiştirebileceğimiz anlamına geliyor.
'Mars'ta olmak oldukça eğlenceli olurdu çünkü Dünya'nınkinin yaklaşık %37'si kadar yerçekimine sahip olurdunuz, böylece ağır şeyleri kaldırabilir ve etrafta dolaşabilirsiniz. Ayrıca, gün, Dünya'nınkine oldukça yakın. Sadece popülasyonları değiştirmemiz gerekiyor çünkü şu anda Dünya'da yedi milyar insan var ve Mars'ta yok.'
Doğal olarak, çok önemli araç olmadan hiçbir görevin gerçekleşmesi beklenemez. Bu amaçla Musk, yıllık IAC toplantısını şirketinin planlarını açıklamak için kullandı. Gezegenler Arası Taşıma Sistemi . Mars Colonial Transporter'ın (Musk'un 2012'de bahsetmeye başladığı) güncellenmiş bir versiyonu olan ITS, iki ana bileşenden oluşacak: yeniden kullanılabilir bir roket güçlendirici ve gezegenler arası uzay gemisi .
Bu bileşenlerle Mars'a gitme süreci birkaç adımdan oluşuyor. İlk olarak, roket güçlendirici ve uzay gemisi birlikte havalanır ve uzay gemisi yörüngeye teslim edilir. Daha sonra, uzay gemisi bir park yörüngesine girerken, güçlendirici, tanker gemisiyle yeniden yüklenmek üzere Dünya'ya döner. Bu araç, uzay gemisiyle aynı tasarıma sahip ancak kargo alanları yerine itici tanklar içeriyor.
Tanker daha sonra, uzay gemisiyle buluşacağı ve Mars'a yolculuk için yakıt ikmali yapacağı, güçlendirici ile yörüngeye fırlatılır. Genel olarak, itici tanker, yörüngedeyken uzay aracının tanklarını doldurmak için üç ila beş kez herhangi bir yere gidecek. Musk, uzay aracının fırlatılması ile güçlendiricinin geri alınması arasındaki geri dönüş süresinin sonunda 20 dakika kadar düşük olabileceğini tahmin ediyor.
Bu süreç (Musk yolunu bulursa), her 26 ayda bir (Mars ve Dünya birbirine en yakın olduğunda) Mars'a gidip gelen birden fazla uzay gemisini içerecek şekilde genişleyecektir:
“Sonunda yörüngede bekleyen 1000 veya daha fazla uzay gemisine sahip olacaksınız. Bu nedenle, Mars Koloni filosu toplu halde yola çıkacaktı. Uzay gemilerini yörüngeye yüklemek mantıklı çünkü bunu yapmak için 2 yılınız var ve daha sonra bunlardan gerçekten yoğun bir şekilde yeniden yararlanmak için güçlendirici ve tankeri sık sık kullanabilirsiniz. Uzay gemisiyle daha az yeniden kullanılırsınız çünkü ne kadar süreceğini düşünmeniz gerekir - belki 30 yıl, bu da uzay gemisinin belki de en fazla 12-15 uçuşu olabilir.'
Roketin yapısı açısından, yakıt tanklarını çevreleyen ve otojen bir basınçlandırma sistemine dayanan gelişmiş bir karbon fiber dış cepheden oluşacaktı. Bu, daha sonra tankları basınçlandırmak için kullanılacak olan motordaki ısı alışverişleri yoluyla gazlaştırılan yakıt ve oksijeni içerir. Bu, şu anda Falcon 9 roketi için kullanılandan çok daha basit bir sistem.
Güçlendirici, itme oluşturmak için eşmerkezli halkalarda düzenlenmiş 42 Raptor motoru kullanacak. Dış halkada 21, iç halkada 14 ve bir merkez kümede yedi motorla, güçlendiricinin tahmini 11.793 metrik ton (13.000 ton) – 128 MegaNewton – ve 12.714 metrik vakum itiş gücü olacaktır. ton (14.015 ton) veya 138 MN. Bu, roket performans çubuğunun roketin fiziksel boyutunu aştığı ilk uzay aracı olacaktır.
Uzay aracına gelince, tasarımlar üstte basınçlı bir bölüm ve altında basınçsız bir bölüm gerektiriyor. Basınçlı bölüm 100 yolcu alabilecek (Musk, bu kapasiteyi yolculuk başına 200 kişiye çıkarmayı umduğunu düşündü), Mars kolonisini inşa etmek için gerekli tüm bagaj ve kargo aşağıdaki basınçsız bölümde tutulacaktı.
Mürettebat bölmelerine gelince, Musk, geçiş süresi uzun olduğu için içlerindeki zamanın nasıl sıkıcı olmayacağını kesinlikle gösterdi. 'Bu nedenle, mürettebat kompartımanı veya yolcu kompartımanı, sıfır yerçekimi oyunları yapabilmeniz için ayarlandı - etrafta süzülebilirsiniz' dedi. “Filmler, konferans salonları, kabinler ve bir restoran olacak. Gitmek gerçekten eğlenceli olacak. Harika zaman geçireceksin!”
Gezegenler Arası Taşıma Sisteminin sistem mimarisi. Kredi bilgileri: SpaceX
Bu bölümlerin her ikisinin de altında sıvı oksijen deposu, yakıt deposu ve uzay aracı motorları bulunur. Doğrudan tabandaki itme konisine bağlanacak olan motorlar, 361 saniyelik spesifik dürtü (Isp) üretecek olan deniz seviyesindeki üç motorun bir dış halkasından ve altı vakum motorundan oluşan bir iç kümeden oluşacaktı. 382s Isp üretecektir.
Uzay aracının dışı da SpaceX'in Dragon uzay aracında kullandığı aynı malzemeden oluşacak bir ısı kalkanı ile donatılacak. Bu bir olarak bilinir fenolik emdirilmiş karbon ablatör (PICA), SpaceX'in üçüncü versiyonundadır. Musk, toplamda, Tankerin aracı kaç kez doldurabileceğine bağlı olarak, Gezegenler Arası Uzay Gemisinin 450 ton kargoyu Mars'a taşıyabileceğini tahmin ediyor.
Ve Dünya-Mars randevusuna bağlı olarak, geçiş süresi tek yönlü 80 gün kadar kısa olabilir (6km/s'lik bir hız için). Ancak zamanla Musk, bunu sadece 30 güne indirmeyi umuyor, bu da Mars'ta nispeten kısa bir sürede oldukça büyük bir nüfus oluşturmayı mümkün kılacak. Musk'ın belirttiği gibi, buradaki sihirli sayı 1 milyon, yani Mars'ta kendi kendini idame ettiren bir koloni kurmak için gereken insan sayısı.
Bunun büyük bir zorluk olacağını ve tamamlanmasının bir yüzyıl kadar sürebileceğini kabul etti:
“İki yılda bir gidebiliyorsan ve gemi başına 100 kişi varsa, bu 10.000 yolculuk demektir. Bu nedenle, yolculuk başına en az 100 kişi doğru büyüklük sırasıdır ve kişi başına maliyeti azaltmak için mürettebat bölümünü genişletebilir ve nihayetinde uçuş başına 200 veya daha fazla kişi alabiliriz.Bununla birlikte, 10.000 uçuş çok uçuştur, bu nedenle sonuçta gerçekten 1.000 gemi sırasını istersiniz. 1000 gemiye kadar inşa etmek biraz zaman alacaktı. İlk geminin Mars'a gittiği noktadan itibaren bu milyon kişilik eşiğe ulaşmak ne kadar sürerse, muhtemelen toplam Mars randevusu 20 ila 50 arasında bir yerde olacaktır - bu yüzden tamamen kendi kendine bir hale gelmek 40-100 yıl alacaktır. Mars'ta medeniyeti sürdürmek.”
Gezegenler Arası Uzay Gemisinin Kesiti. Kredi bilgileri: SpaceX
ITS fırlatmaya hazır olduğunda, bunu şu andan itibaren yapacaktır: Başlatma Pedi 39A SpaceX'in şu anda Falcon 9 fırlatmalarını yürütmek için kullandığı Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'nde. Ancak elbette, herhangi bir kolonizasyon çabasının en göz korkutucu yönü maliyettir. Şu anda ve mevcut yöntemleri kullanarak, 1 milyondan fazla insanı Mars'a göndermek kesinlikle karşılanabilir değil.
Apollo dönemi yöntemlerini bir mihenk taşı olarak kullanan Musk, Mars'a gitme maliyetinin kişi başına yaklaşık 10 milyar dolar olacağını belirtti - bu, programın kendisinin maliyetinin 100 ila 200 milyar dolar arasında (enflasyona göre ayarlanmış) olması gerçeğinden türetilmiş ve sonuçlanmıştır. 12 astronot Ay'a ayak bastı. Doğal olarak bu, 1 milyon nüfuslu kendi kendine yeten bir koloni yaratmak için çok fazla.
Sonuç olarak Musk, insanları Mars'a taşıma maliyetinin yüzde 5 milyon gibi büyük bir oranda kesilmesi gerektiğini iddia etti! Musk'ın uzay lansmanlarıyla ilgili maliyetleri düşürme arzusu iyi bilinir ve SpaceX'i kurmasının ve yeniden kullanılabilir teknoloji geliştirmeye başlamasının asıl nedeni budur. Bununla birlikte, Mars'a herhangi bir gezi yapılmadan önce, maliyetlerin, Mars'a bir biletin ortanca bir evle yaklaşık aynı - yani 200.000 $ - mal olacağı noktaya kadar düşürülmesi gerekecektir.
Sanatçının, konuşlandırılan güneş enerjisi dizileriyle birlikte geçiş halindeki ITS izlenimi. Kredi bilgileri: SpsaceX
Bunun nasıl yapılabileceğine ilişkin olarak, birçoğu Musk ve NASA gibi uzay ajanslarının aktif olarak takip ettiği birçok strateji ana hatlarıyla belirtilmiştir. Bir roketin ve kargo modülünün tüm aşamalarının (sadece ilk aşamanın değil) geri alınabilir ve yeniden kullanılabilir olması gerektiği tam Yeniden Kullanılabilirliği içerirler. Yörüngede yakıt ikmali ikinci bir yöntemdir, bu da uzay aracının ihtiyaç duyduğu tüm yakıtı Dünya'dan yanlarında taşımak zorunda kalmayacağı anlamına gelir.
Bunun da ötesinde, uzay gemisinin dönüş yolculuğunu yapmak için Mars'ta yakıt ikmali yapabileceği Mars'ta itici üretim seçeneği olmalı. Bu kavram geçmişte ay ve Mars misyonları için araştırıldı. Ve Mars'ın durumunda, atmosferik ve donmuş CO²'nin ve hem toprakta hem de kutup buzullarında suyun varlığı, metan, oksijen ve hidrojen yakıtının hepsinin üretilebileceği anlamına gelir.
Son olarak, hangi iticinin en iyi olacağı sorusu var. Mevcut haliyle, söz konusu olduğunda temel seçenekler var – gazyağı (roket yakıtı), hidrojen ve metan. Bunların tümü belirli avantajlar sunar ve Mars'ta yerinde üretilebilir. Ancak maliyet-fayda dağılımına dayanarak Musk, metanın en uygun maliyetli itici gaz olacağını iddia ediyor.
Musk, her zaman olduğu gibi, zaman çizelgeleri ve sonraki adımlar konusunu da gündeme getirdi. Bu, SpaceX'in son on buçuk yıldaki başarılarının bir özetini ve ardından şirketinin önümüzdeki yıllarda ve on yıllarda yapmayı umduğu şeyin bir taslağını içeriyordu.
Kesit manzaralı bir Mars yerleşiminin sanatçı izlenimi. Kredi: NASA Ames Araştırma Merkezi
Bunlar, yaklaşık dört yıl içinde ilk Gezegenler Arası Uzay Gemisinin geliştirilmesini ve ardından yörünge altı test uçuşlarını içeriyor. Hatta uzay aracının nasıl ticari uygulamalara sahip olabileceğini ve kargonun dünya çapında hızlı bir şekilde taşınması için kullanıldığını ima etti. Booster'ın geliştirilmesine gelince, bunun sadece mevcut Falcon 9 booster'ı büyütmeyi içerdiğinden nispeten basit bir süreç olacağını belirtti.
Bunun ötesinde, (her şeyin yolunda gittiğini varsayarsak) on yıllık bir zaman diliminin tüm bileşenleri bir araya getirmek için yeterli olacağını ve böylece insanları Mars'a getirmek için işe yarayacağını tahmin etti. Son olarak, ITS ile Mars'ın ötesinde neler yapılabileceğine dair bazı ipuçları verdi. Adından da anlaşılacağı gibi Musk, bir gün Güneş Sistemi'ndeki diğer hedeflere misyonlar yürütmeyi umuyor.
Yerinde yakıt üretimi için fırsatlar göz önüne alındığında (su buzu bolluğu sayesinde), hem Jüpiter'in hem de Satürn'ün uyduları olası hedef olarak belirtildi. Ancak Europa, Enceladus ve Titan gibi (hepsinden söz edilen) uyduların ötesinde, Güneş Sisteminin Trans-Neptün bölgesindeki hedefler bile bir olasılık olarak belirtildi.
Plüton'un yüzeyinde bol miktarda su buzu olduğu göz önüne alındığında Musk, Kuiper Kuşağı ve Oort Bulutu görevlerine hizmet etmek için burada bir yakıt ikmali deposu inşa edilebileceğini iddia etti. 'Bunu yıldızlararası yolculuklar için tavsiye etmem,' diye itiraf etti, 'ancak bu temel sistem - yol boyunca benzin istasyonlarımız olması koşuluyla - tüm büyük güneş sistemine tam erişim anlamına gelir.'
Sanatçının ITS'nin Jüpiter'in yanından geçiş yaptığı izlenimi. Kredi bilgileri: SpaceX
Musk'ın planının ayrıntılarını yıllık IAC toplantısına sunmasından aylar sonra bu makalenin yayınlanması, doğal olarak hem onay hem de şüphe uyandırdı. Musk'ın zaman çizelgelerini ve içerdiği teklifleri yerine getirme yeteneğini sorgulayanlar olsa da, diğerleri bunu Musk'ın uzun süredir devam eden Mars kolonizasyonunun bu yüzyılda gerçekleştiğini görme arzusunun yerine getirilmesinde çok önemli bir adım olarak görüyor.
Scott Hubbard'a göre, uzay araştırmalarının tarihine değerli bir katkı olarak hizmet ediyor, gelecek nesillerin erişebilecekleri bir şey, böylece Mars'ın keşfinin tarihini çizebilecekler - aynı şekilde NASA arşiv materyallerinin tarihi incelemek için kullanılması gibi. Ay'ın inişi. olarak belirtti :
'Benim görüşüme göre, bu makaleyi yayınlamak, uzay yolculuğu topluluğu için SpaceX vizyonunu tüm çizelgeler bağlamında basılı olarak okuma fırsatı sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda gelecekteki çalışmalar ve planlama için değerli bir arşiv referansı olarak hizmet ediyor. Amacım New Space'i yeni keşif konseptlerinin, özellikle de derin uzaya seyahat eden insanlar için girişimci bir yol önerenlerin yayınlanması için bir forum haline getirmek.”
Elon Musk, büyük düşünmeye ve büyük hayaller kurmaya yabancı değil. Ve geçmişteki tekliflerinin çoğu, başlangıçta belirttiği zaman çerçevesinde gerçekleşmemiş olsa da, şimdiye kadar teslim edildiğinden kimse şüphe edemez. 15 yıl önce kurduğu şirketi Mars'ın keşfini teşvik etmek adına alıp, onun yerine bir kolonizasyon çabasına öncülük etmek için kullanıp kullanamayacağını görmek çok heyecan verici olacak!
Güncelleme:Misk teşekkürlerini tweetledi yayın için Hubbard'a gitti ve “planda yakında yapılacak büyük değişiklikler” olduğunu belirtti.
Ve Musk'ın SpaceX'in izniyle IAC'nin 67. yıllık toplantısında yaptığı konuşmanın tamamını içeren bu videoyu mutlaka izleyin:
Daha fazla okuma: Yeni Alan