Dela med sig:
10 Obskyra problem som hindrar bemannade uppdrag till Mars
Efter att han var marooned på Mars, Matt Damon karaktär i rymd thriller Martianen kämpade för att leva på den röda planeten, inför problem efter frågan. Men i det verkliga livet hade han funnit att komma till Mars och anpassa sig till livet där för att vara en utmaning innan han blev kvar.
Förutom strålning, tid i rymden och psykiska problem är det andra stora utmaningar som astronauterna står inför på verkliga uppdrag till Mars.
10 Lite längre marsdag
En marsdag är 40 minuter längre än en jorddag. Även om det kan tyckas som en välsignelse att ha extra 40 minuter varje dag, är den mänskliga cirkadiska rytmen inställd på 24 timmar. De extra 40 minuterna per dag på Mars skulle snart resultera i ständig jetlag för astronauterna, så att de blir uttömda hela tiden.
NASA fick en smak av detta när uppdragsregulatorer var tvungna att arbeta på "Mars-tiden" eftersom de första Mars-roversna måste fungera under marsdagen. Hela missionskontrollen för Sojourner behöll samma tid som roveren gjorde. Efter en månad blev kontrollanterna uppmätta.
För senare Mars rovers stannade missionskontrollerna framgångsrikt på Mars tid i tre månader men var fortfarande helt uttömda i slutet av den. Det verkar som att människor bara kan uthärda Mars tid i korta perioder. För astronauter som bor på Mars i flera månader, skulle det inte vara något sätt att komma undan Mars-tiden.
Tidigare sömnstudier hade tydligen visat att människokroppen hade en naturlig cirkadisk rytm på 25 timmar, men de studierna var felaktiga. När nyare studier genomfördes ändrades ingen av deltagarnas cirkadiska rytmer för att rymma Mars-tiden.
9 Låg Ytvikt på Mars
Även om forskare lätt kan simulera resan till Mars genom att placera astronauter på den internationella rymdstationen under längre perioder, är effekten på människokroppen av en långvarig exponering för Mars gravitation, som bara utgör 38 procent av ytan i tyngdkraften på jorden, okänd.
Kommer den partiella tyngdkraften att tillåta människor att behålla kritisk muskel- och bentäthet? Om inte, kommer att utöva hjälp? Med tanke på att eventuella uppdrag till Mars kan få astronauterna tillbringa månader i Martians gravitation, är detta en kritisk fråga.
Med hjälp av ofullkomliga simulatorer fann två studier på möss att ben- och muskelförlusten i Martians tyngdkraft kan vara lika svår som den som finns i noll gravitation. Den första studien fann att även en miljö med 70 procent av jordens gravitation kunde inte förhindra muskel- och benförlust.
I den andra studien upptäckte forskare åtminstone en 20 procent benförlust hos möss från lägre gravitation. Men kom ihåg, dessa studier är bara simuleringar. Till dess att astronauterna faktiskt landar på Mars, kommer det inte att finnas något sätt för oss att veta exakt hur deras kroppar kommer att anpassa sig till lägre tyngdkraft.
8 Rocky Martian Terrain
Som Neil Armstrong upptäckte under sin nedstigning till Månens yta var hans landningsplats full av gigantiska stenblock som utgjorde en fara för hans landare. En liknande fråga kan hända med astronauter som landar på Mars. De skulle bara ha en kort tid över någon landningsplats för att upptäcka och undvika faror som stora stenar eller sanddyner.
Klippor eller backar kan orsaka att en marsk landare med landningsben faller över när den träffar ytan. Även stora funktioner i terrängen kan vara svåra att se från bana, så missionsplanerare kan eventuellt sakna dem.
Små grävningar eller kullar kan lura sensorer för att släppa landare från sina fallskärmar tidigare än planerade eller förväxla automatiserade system med landningsfart. Chanserna att landare kommer att misslyckas på grund av terrängproblem är förvånansvärt höga. En studie gav möjligheten så hög som 20 procent.
7 Diameter av nyttolastning
Vid utformningen av en bemannad Mars landare kommer en teknisk fråga upprepade gånger - diametern för nyttolastfoten för raketen som Mars lander kommer att lansera. Trots att den största motorns betraktande är en djupgående diameter på 8,4 meter, har det varit extremt svårt för NASA att passa en nyttolastning mot konstruktionen av en bemannad Mars Lander.
Den styva värmeskölden som behövs för att skydda en tung nyttolast är för stor för att passa in i nyttolastningen. Så NASA behöver använda en uppblåsbar värmesköldsteknik som är experimentell vid denna tidpunkt.
Med hjälp av befintliga mönster för ett Mars-uppdrag skulle NASA: s minsta landare vara extremt trånga i 8,4 meter långa mässan. Några av NASAs större landare skulle inte passa i fogningen.
Även om NASA använder den minsta landaren, skulle de behöva göra besvärliga omkonstruktioner, som inkluderar att vrida en Mars-rover för astronauterna på upp och ner och omforma bränsletankarna. Mässans storlek kan inte ökas eftersom den skulle destabilisera raketen.
6 Supersonisk Retropropulsion
Supersonisk retropropulsion kan vara ett sätt att sakta ner en Mars lander under sin slutliga nedstigning till planets yta. Detta innebär att skjuta raketer i färdriktningen medan rymdfarkosten fortfarande går snabbare än ljudets hastighet.
I den tunna martiska atmosfären är supersonisk retropropulsion ett måste. Men att skjuta raketer på supersonisk hastighet kan skapa chockvågor som skadar en Mars lander. NASA har nästan ingen erfarenhet av detta förfarande, vilket ytterligare komplicerar sin chans att lyckas.
Det finns tre huvudproblem med denna teknik. För det första kan växelverkan mellan luftflödet och raketavgasen skaka landaren från varandra. För det andra kan värmen från raketutloppet värma upp Mars-landaren. För det tredje kan det vara svårt att hålla landaren stabil medan retro-raketerna eldar.
Även om småskaliga tester i vindtunnel har genomförts krävs en omfattande serie större test med riktig maskinvara.Detta är en dyr, långsiktig proposition.
Men NASA kan ha ett annat sätt att undersöka supersonisk retropropulsion. Det observerade nyligen ett test av SpaceX att återvända till sitt första steg till marken, vilket gav värdefulla data.
5 Statisk elektricitet
Du känner till de chocker som du får när du rör på en dörrknop eller något annat metallobjekt? Det är bara irriterande för oss på jorden. Men på Mars kan statisk elektricitet orsaka allvarliga problem för våra astronauter.
På jorden orsakas de flesta statiska urladdningarna av gummistövlets isolerande egenskaper. På Mars, skulle det isolerande ämnet vara jorden av Mars själv. Bara genom att gå runt på Mars kan en astronaut ackumulera en statisk laddning som är tillräckligt stark för att steka känslig elektronik om han försökte öppna lås eller röra utrymmet på rymdfarkosten.
Martian jord är fin och torr, vilket gör den till ett idealiskt isoleringsmaterial. Marken är upp till 50 gånger så bra som damm på jorden. När astronauten gick runt skulle jorden samlas på hans kostym. När marsvinden blåste ut det skulle astronauten ackumulera en ökad elektrisk laddning.
Mars-roverna använder ultrafina nålar för att blöda bort denna elektriska laddning. Men ett bemannat Mars-uppdrag skulle kräva isolerande rymddrag för att skydda astronauterna och utrustningen.
4 Starta fordonets tillgänglighet
Space Launch System (SLS) är den största lanseringsraketen under utveckling under överskådlig framtid. Det kommer att bli den raket som lofts ett bemannat uppdrag till Mars bit för bit.
Enligt nuvarande NASA-planer krävs ett dussin SLS-raketer för ett bemannat uppdrag till Mars. Men den nuvarande markinfrastrukturen som stöder SLS har avlägsnats till sina minimikrav: en anläggning för raketmontering, en massiv sökrobot för att transportera raketen till launchpad och en launchpad.
Om även en av dessa komponenter bryts ner, kan det innebära betydande problem för tillgängligheten till lanseringen. Denna tillgänglighet flaskhals kan utgöra flera faror för ett bemannat Mars uppdrag.
Till exempel skulle eventuella förseningar vid montering och kontroll av den massiva SLS ha en betydande inverkan på lanseringsschemat. Så kan det vara så vardagligt som väder eller mindre tekniska problem.
Dessutom kräver orbital dockning för montering av en Mars rymdfarkoster att raketen ska startas inom en viss tidsperiod ("startfönstret"). Gynnsamma möjligheter för Mars-bundna fartyg att lämna jordens omlopp är också begränsade.
Forskare har utvecklat lanseringsmodeller med historiska data om tillgänglighet för rymdfärjans lansering. De visar att NASA inte kan vara säker på att SLS-raketen kommer att kunna starta inom specifika startfönster, vilket potentiellt äventyrar Mars-planerna.
3 giftig martianjord
Under 2008 gjorde NASA: s automatiska Phoenix-prob en otäck upptäckt: Det fann perkloratsalter på Mars-ytan. Även om dessa giftiga ämnen har industriella användningsområden kan de orsaka problem med sköldkörteln vid extremt små doser.
På Mars utgör perklorater minst 0,5 procent av jorden, en giftig mängd för människor. Med astronauterna som går runt och spårar jord i sina livsmiljöer, kommer de inte att kunna undvika att bli förorenade med perklorater.
Med hjälp av teknik som härrör från farlig gruvdrift på jorden kan dekontamineringsprocedurer i viss utsträckning mildra problemet. Men drastiska hälsoändringar kan fortfarande inträffa eftersom sköldkörteln störs.
Perklorater har också kopplats till olika blodproblem. Men forskare har inte gjort mycket forskning om effekterna av perklorater på människokroppen, vilket gör de långsiktiga konsekvenserna svåra att förutsäga.
Astronauter kan behöva ta konstgjorda hormoner för att deras metabolism ska fungera eftersom de klarar av de långsiktiga effekterna av perkloratexponering.
2 långvarig lagring av raketbränsle
Rakett bränsle krävs för att ta oss till Mars och tillbaka. De mest effektiva raketbränslen som för närvarande används är flytande väte och flytande syre, som är kryogena drivmedel.
Dessa bränslen måste frysas för förvaring. Men även med omfattande förberedelser, rymmer vätgas fortfarande från bränsletankar med en hastighet på 3-4 procent av den totala varje månad. Det skulle vara en katastrof om astronauterna på Mars fann att de inte hade tillräckligt med bränsle för att komma hem.
Astronauterna kan behöva hålla de kryogena drivmedlen koka bort i flera år när de fullbordar sitt uppdrag på den röda planeten. Ytterligare bränsle kan tillverkas på Mars, men att hålla bränslet kylt skulle kräva isolering och elektriska kylare. Flygningar för att testa långsiktigt lagringsteknologi kommer att krävas innan någon astronaut går in på uppdrag till Mars.
1 Romances And Breakups
På en lång resa i ett begränsat utrymme är romanser mellan astronauter ganska möjliga. I slutet av dagen behöver människor fysisk kontakt och intimitet. Men medan det låter sött och romantiskt kan det också sluta dåligt.
Under 2008 låses en grupp människor i en trång miljö för en lång tidsperiod för att simulera ett uppdrag till Mars. Händelserna spredes ur kontroll när en av de skådespelande astronauterna blev upprörd att hans astronauts flickvän vägrade att ha sex med honom och spenderade mer tid med en tredje astronaut.
Stressad och trött snappade den första astronauten och gav den tredje astronauten en trasig käke. Om detta hade varit ett verkligt uppdrag skulle detta beteende ha varit extremt skadligt för uppdraget.
Tyvärr försöker NASA inte ens att hantera dessa möjligheter.Enligt en nyligen publicerad rapport från National Academy of Sciences har NASA inte undersökt frågan om sexuella relationer på uppdrag till Mars och de personlighetstyper som bäst kan komma i kontakt med varandra i trånga kvarter under lång tid.