Järgmine peatus ? Mars
Läinud aastal tegi USA president George Bush avalikuks kosmoseuuringute plaani, mis valmistab ette mehitatud lendu Marsile. Kuigi see on uus ettevõtmine, on detailseid plaane sellisteks ekspeditsioonideks tehtud juba aastakümneid. 1950. aastal visandas Werner von Braun ulatusliku kava Marsi tundmaõppimiseks.
Apollo 11 lennu järel 1969. aastal pakkus USA asepresident Spiro Agnew välja, et NASA järgmine prioriteet võiks olla Mars. 1989. aastal nõudis president George H.W. Bush laiaulatusliku Kuu ja Marsi uurimisprogrammi käivitamist. Ning 1990-ndatel pakkus insener Robert Zubrin välja lihtsa, kuid teostatava projekti Marsi uurimiseks. Mõistliku aja jooksul Marsile jõudmine nõuab aga rohkem kui plaane ? see nõuab visiooni, mis sunnib NASA-t üldisest probleemirägastikust eraldama neid küsimusi, mis vajavad täiesti uut lähenemist ning mida ei saa lahendada olemasolevaid teadmisi kasutades.
Oht tervisele
Peale tehniliste takistuste sisaldab 30 kuud kestev lend ohte meeskonna tervisele. Põhilised neist on eraldatusega seotud psühholoogiline kohanematus, luustiku ja lihaskonna vähenemine tänu kaaluta olekule ning rakkude kahjustumine kosmilise kiirguse tagajärjel. Need on põhilised ohud, millele lahenduste leidmiseks peavad projekteerijad kõigepealt otsustama, millist probleemi asuda lahendama biomeditsiinilise, millist tehnilise lähenemisega. Lahenduste leidmist raskendab puudulik informatsioon nendes küsimustes.
Väikesed meeskonnad, mis on ülejäänud maailmast pikaks ajaks eraldatud, on tavaliselt tundlikud igasuguste konfliktsituatsioonide ja depressioonide vastu. On teada, et peapõhjuseks pikaajaliste lendude enneaegses lõpetamises on olnud psühholoogilised tegurid. Probleemi saaks leevendada, kui leitaks tehnilised lahendused suurema meeskonna mahutamisel kosmoselaeva ning kiiremate või siis avaramate kosmoselaevade ehitamiseks.
Meeskonna valik
Üks võimalusi on lennueelse psühholoogilise treeningu intensiivsem läbiviimine ning meeskonna parem valik. Kuna mitu viimastel sajanditel toimunud ekstreemset ekspeditsiooni on näidanud, et õige treeningu ja meeskonna valikuga saavutab palju, ei tohiks ka ligi kolm aastat kestev Marsi-ekspeditsioon olla probleem.
Luustiku kaotus kaaluta oleku tõttu on tõsine teema. Meeskonnaliikmete luustiku kadu kosmoselennul on ligikaudu 1,5 protsenti kuus ning seda põhiliselt tugiaparaadist nagu näiteks puusaluudest. Seda kadu ei ole suudetud vähendada ühegi kehaliste harjutuste programmiga. Luustiku kaalukaotusele võib läheneda kahest vaatepunktist. Võib proovida mõista, kuidas luud koormust tunnetavad ning võtta selle järgi kasutusele efektiivsemad harjutused või medikamendid. Arvestada tuleb ka sellega, et geneetilised faktorid võivad luustiku kadu kaaluta olekus suurendada.
Selle uuringu resultaadiks on ilmselt sellise abinõude komplekti väljatöötamine, mis sisaldab harjutusi, ennetavat ravi ning tervisekontrolli juhiseid. See kõik kokku teeb pika reisi kaaluta olekus võimalikuks.
Teine võimalik lahendus sellele probleemile oleks viia bioloogilised uuringud miinimumini ning selle asemel ehitada kosmoselaev, milles eksisteeriks tehislik külgetõmbejõud. Põhiline uurimistöö objekt oleks siis kosmoses roteeruvate suurte struktuuridega seotud tehnilised küsimused.
Viimastel aastatel on teadmised luustiku bioloogiast kiirelt arenenud ning avastatud uued meetodid luustiku hooldamiseks, nagu madala sagedusega vibratsioon ning erinevad uusimad ravimid muudavad nii tõsise probleemi kui luustiku vähenemine palju kergemini lahendatavaks kui lähiminevikus.
Radiatsiooniprobleemide lahendamine on tõeline väljakutse. Galaktilis-kosmiline kiirgus koosneb hiiglasuure kiirusega liikuvatest ning suurt energiat omavatest aatomituumadest. Maa magnetväli ja atmosfäär kallutavad neist enamiku kõrvale või blokeerivad, kuid avakosmoses rändaval kosmoselaeval sellist kaitset ei ole. Kuna radiatsiooniväli hävitab rakke, siis on sellisesse välja sattumine surmav. Ohtu võiks vähendada põhjalikud uuringud radiatsioonist kahjustatud DNA parandamise kohta. Nii kaua, kui neid uurimusi ei ole lõpule viidud, on parim vahend kahjustuste ärahoidmiseks varjestus.
Kahjuks on seda tüüpi kiirguse eest raske varjestada, sest osakeste energia on väga suur. Näiteks suure energiaga raua aatomi tuum, mis põrkab kokku alumiiniumvarjega, peatub alles metallis. Selles protsessis võib raua osake kollideeruda alumiiniumiaatomiga ning rännata kosmoselaevaga kaasa. Tagajärjeks on kosmosesõiduki sekundaarne radiatsioon.
Kiirguse takistamine
Tihedad materjalid nagu tina, olles suurepäraseks varjeks gamma- ja röntgenkiirguse vastu, on kosmilisele kiirgusele kehvad varjed. Nad põhjustavad hulga rohkem sekundaarset radiatsiooni kui kergemad materjalid, näiteks vesinik või vesi. Selleks, et kosmilist kiirgust kosmoselaevast võimalikult eemal hoida, peavad varjed olema väga paksud. See tingimus omakorda tõstab tublisti kaalu ning teeb Marsile lennu üsna võimatuks.
Probleemi lahendus on aga juba õhus. Nii nagu Maad ümbritseb magnetväli, võib osutuda võimalikuks tekitada magnetväli ka kosmoselaeva ümber. Ülijuhtiva materjali mähis võiks luua piisava magnetvälja, et kosmilise kiirguse osakesed kosmoselaevast kõrvale juhtida. Väikese raadiusega mähise magnetväli peaks olema küllalt suur, et olla efektiivne. Mida suurem mähis, seda nõrgemat magnetvälja läheb vaja. Umbes kilomeetrise läbimõõduga mähise loodav väli ning välja tekitamiseks vajaminev vool on juba mõistlikul tasemel. Selline aktiivne varjestamine võib hoida kiirguse taseme kosmoselaeva sees kahjutuna.
See idee iseenesest ei ole uus, seda on soovitatud juba kuuekümnendate alguses, kuid siis ei suudetud seda veel teostada. Tänapäeval eksisteerivad kõrgtemperatuurilised ülijuhid, millest saab mähiseid moodustada ning aktiivsed ja passiivsed meetodid, et hoida mähis jahedana. Kuid hoolimata neist edusammudest nõuab funktsioneeriva aktiivvarje loomine kontsentreeritud uurimistööd ning märkimisväärseid tehnilisi pingutusi.
Vajadus kompromissi järele
See toob meid jälle tagasi nende kompromisside juurde, mida on vaja teha, et muuta lend Marsile võimalikuks. Me ei peaks ilmselt kulutama tehnilisi ressursse selleks, et luua pöörlevat kosmoselaeva või valmistada eksootilisi reaktiivjõude. Selle asemel peaks teadlased keskenduma töötava aktiivvarje loomisele.
Selline lähenemine lahendaks kõik need meditsiinilised probleemid, millel ei paista olevat põhjapanevaid biomeditsiinilisi lahendusi ning avaks tee planeetidevahelistele lendudele. Lennuaja vähendamine paremate reaktiivmootoritega ning passiivse varjestuse lisamine kosmoselaevale on poolikud lahendused. Korraliku aktiivvarjega on meeskond kaitstud ning mure kosmilise kiirguse pärast kaob.
Kosmos
Kõigepealt uuesti Kuule, siis Marsile
?? NASA on töötanud välja uue visiooni kosmose uurimiseks ? enne kui võtta ette lend Marsile, tuleb uuesti läbi uurida Kuu. Miks nii?
?? Kuu on ligidal. Kosmonaudid saavad seal harjutada elamist ja töötamist, enne kui võtavad ette pika riskantse reisi Marsile.
?? Kuul ja Marsil on palju ühist. Kuul on ainult üks kuuendik Maa raskusjõudu, Marsil üks kolmandik.
?? Kuul ei ole atmosfääri, Marsi atmosfäär on väga hõre.
?? Kuul võib temperatuur langeda väga madalale, kuni ?240 ŗC, Marsil on vahemikus ?20 ŗC kuni ?100 ŗC.
?? Nii Kuu kui ka Mars on kaetud peene tolmuga, mida nimetatakse regoliidiks. Kuutolm on põhjustatud mikrometeoriitide lakkamatust pommitamisest, kosmilistest kiirtest ja päikesetuule osakestest, mis on tema pinda juba miljoneid aastaid rüüstanud. Marsi regoliit on jäänuk suuremate meteoriitide ning asteroidide kokkupõrkest tema pinnaga ning sajandeid kestnud vee ning tuule erosioonist.
