Problémy pilotovaného letu na Mars

1. Problémy pilotovaného letu na Mars Obsah: • Co vlastně pilotovaný let na Mars obnáší? • Jaké problémy jsou největší? • Jak tyto problémy řeší minulé a stávající projekty? • Jaké jsou předpoklady pro úspěšný pilotovaný letna Mars?

3. Co vlastně pilotovaný let na Mars obnáší? V podstatě jde o to dopravit člověka ze Země na povrch Marsu, umožnit mu tam alespoň krátkodobě pracovat a nakonec ho i s výsledky práce vrátit zpět k Zemi a na Zemi.

4. Společenské podmínky Nejprve je třeba dosáhnout stavu, kdy dostatečně velká skupina lidí na Zemi bude natolik přesvědčena o nutnosti pilotovaného letu na Mars a současně o technické možnosti let bezpečně uskutečnit, že bude ochotna celý let financovat a podporovat. Musí prostě panovat přesvědčení, že předpokládané výsledky stojí za předpokládanou cenu.

6. Technické podmínky • doba letu cca 2 roky, dlouhá a dokonalá odloučenost

7. Technické podmínky • větší dávky ozáření než u Země (cca 2 krát než na LEO)

8. Technické podmínky • pohon s kapacitou 10 + 10 km/s

9. Technické podmínky • zásoby pro LSS na celou misi (cca 1 tuna na osobu a rok)

10. Technické podmínky • lehký a spolehlivý MEM (Mars Excursion Module)

11. Technické podmínky • na LEO je třeba dostat přes 500 tun (to je více než celá ISS)

12. Technické podmínky (shrnutí) • doba letu cca 2 roky • dlouhá a dokonalá odloučenost • větší dávky ozáření než u Země • pohon s kapacitou 10 + 10 km/s • zásoby pro LSS na celou misi • lehký a spolehlivý MEM • na LEO je třeba dostat přes 500 tun

13. Co budou kosmonauti na Marsu dělat? • provádět vizuální pozorování a průzkum okolí přistání • sbírat vzorky hornin a atmosféry • rozmisťovat na povrchu automatické přístroje • provádět hlubinné geologické vrty • provádět aktivní seismickou sondáž To všechno ale mohou udělat i automaty.

14. Shrnutí hlavních problémů • společenská podpora (poměr přínosy/náklady) • superspolehlivý LSS pro nejméně 2 roky provozu • dostatečná protiradiační ochrana • superspolehlivý pohonný systém s kapacitou 10 + 10 km/s • celková velká hmotnost sestavy (stovky tun) • konstrukce spolehlivého a lehkého MEMu • riziko ztráty posádky (to u automatů není)

15. Jak problémy řeší minulé a stávající projekty? Vybrané projekty: • Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956 • Projekt firmy Boeing z roku 1968 • Kniha Cesta na Mars 1998 - 1999 • Mars Direct z roku 1990 • Referenční mise z let 1993 - 1998

16. Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956 • posádka 12 osob • jedna loď nákladní a druhá pilotovaná • hmotnost na LEO 1870 tun • 9 osob přistane na Marsu v letounu • trup letounu slouží ke startu zpět • pobyt na Marsu zhruba 1 rok • při návratu setkání na oběžné dráze Marsu • návrat na vysokou oběžnou dráhu Země

17. Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

18. Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

19. Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

20. Projekt Wernhera von Brauna z roku 1956

21. Projekt firmy Boeing z roku 1968 • posádka 6 osob • jediná loď, 720 tun, 177 m, jaderné motory • MEM, MM, EEM, PM-3, PM-2, PM-1 • klasická letová sekvence • odlet z LEO • zachycení na oběžné dráze Marsu • výsadek MEM (na 30 dní) • při návratu setkání u Marsu • EEM přistane přímo na Zemi • náklady cca 30 mld. USD

22. Projekt firmy Boeing z roku 1968

23. Projekt firmy Boeing z roku 1968

24. Projekt firmy Boeing z roku 1968

25. Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999 • K.Pacner a A.Vítek (Albatros, 1979) • zdokonalený návrh z roku 1968 • současný let dvou stejných lodí • posádka 2 x 6 osob • na LEO celkem 2 x 514 tun • elektromagnetický radiační štít • dvojí přistání na Marsu • po návratu karanténa na LEO

26. Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

27. Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

28. Projekt z knihy Cesta na Mars 1998 - 1999

29. Mars Direct z roku 1990 • R.Zubrin a D.Baker • nosiče Ares odvozené z STS (121 tun na LEO) • nejprve nákladní lander (ERV, výrobna paliva) • po dvou letech další lander a pilotovaná loď (HAB) • HAB přistane u ERV • 500 dní na Marsu • ERV odletí přímo na Zemi • náklady cca 20 + 2 mld. USD

30. Mars Direct z roku 1990

31. Mars Direct z roku 1990

32. Mars Direct z roku 1990

33. Referenční mise NASA z let 1993 - 1998 • shrnutí předchozích projektů • nosiče 150 tun (nebo 2 x 80 tun) • pro každou misi 3 x 150 tun • nejprve ERV-1 a MAV-1 • pak HAB-1, ERV-2 a MAV-2 • 600 dní na Marsu • MAV se spojí s ERV a letí k Zemi • MAV přistane přímo na Zemi

34. Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

35. Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

36. Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

37. Referenční mise NASA z let 1993 - 1998

38. Inovační přístupy z projektů • klasické, vyzkoušené přístupy: • rozdělení mise do více částí, vybavení dopraveno předem • značná redundance a zálohování systémů (modulů a lodí) • zatím nedostatečně ověřené přístupy: • maximální využití místních zdrojů na Marsu(voda, kyslík, palivo, pěstování potravin, stavební materiál) • využití techniky aerocapture a aerobraking • využití dosud nedostatečně vyvinutých pokročilých technologií(např. jaderný a elektrický pohon) • využití kontroverzních technologií (elmg. pole, jaderné reaktory)

39. Poznámky • Počkáme na budoucí supertechnologie? • Přenecháme misi automatům (virtuální let)? • Vybudujeme na Marsu rovnou základnu? • Poletíme na Mars za dobrodružstvím (bez vědy)?

41. Předpoklady pro úspěšný pilotovaný let na Mars • na oběžné dráze Země trvale pracují desítky lidí • na Měsíci je základna, na které se střídá několik vědců • automaty dostatečně zpřesnily informace o Marsu • automaty ověřily speciální technologie • cena za vynesení nákladu na LEO klesla pod 1000 USD/kg • na Marsu dosud nebyly nalezeny známky života • umělá inteligence a robotika zaostávají za schopnostmi lidí • stovky milionů lidí podporují plán pilotovaného letu na Mars

42. Kdy poletíme na Mars? • příznivé podmínky by měly nastat kolem roku 2020 • je však třeba shoda všech příznivých okolností • virtuální let a průzkum je možná zajímavější než reálný • kolonizovat Mars zatím nepotřebujeme, ale později … ?