¿Dónde deberían enfocarse primero los programas de exploración tripulada, la Luna o Marte?

Marte.

Ya he escrito mucho sobre este tema en ¿Por qué no estamos haciendo más esfuerzos para colonizar la luna? Esto cubre principalmente aspectos del entorno físico. Como tal, supondré que se sabe y hablaré un poco más sobre tecnología aquí. También abordaré algunos de los argumentos formulados por Robert Frost y Quora User.

Primero, desempacaré un poco la pregunta. La pregunta vinculada abarca la colonización, en la cual Marte es mucho más fácil que la Luna. Sin embargo, esta pregunta trata de la exploración, que normalmente implica un viaje corto (ish) y luego un retorno. Sin embargo, la exploración espacial tripulada no se parece en nada a las expediciones de cruce de continentes del pasado. Hay algunas razones para esto, como la automatización, el almacenamiento y la transmisión de datos, y las restricciones de peso, lo que significa que hoy en día la forma más barata de aprender sobre las propiedades físicas de otras rocas espaciales es volar robots allí. Esto no era una opción más enfática en la época de Colón, cuando las únicas formas de transmitir información era escribirla o contar personalmente lo que había visto. ¡Los cerebros solían ser la totalidad de TI!

¿Por qué enviar humanos al espacio, entonces? Los seres humanos son necesarios como sujetos de prueba experimentales si quieres saber cómo se ven afectados por la gravedad diferente y, principalmente, vivir en una casa increíblemente rápida donde las luces que enciendes y apagan las personas que nunca has conocido. El prestigio y la competencia nacional también juegan un papel en motivar a los países a gastar dinero en exploración espacial. Otra razón es que los humanos deben explorar el espacio si alguna vez van a vivir allí durante largos períodos de tiempo.

El problema con los enfoques de prestigio nacional es que son volubles y pueden conducir a un desmantelamiento similar al de Apolo. Las consecuencias de esto todavía se sienten hasta el día de hoy, hasta el punto de que gran parte de la tecnología lunar ya se ha olvidado, como señaló Robert Frost. Además, visitar la luna durante unos días o semanas y llevar todo contigo es un problema resuelto. El punto en el que la exploración se vuelve real es cuando, por primera vez, las personas utilizan los recursos locales para hacer lo humano. Recoger rocas y tomar fotografías es un buen comienzo, pero sin un mandato muy claro, es poco probable que avance más que esto.

Dada una cantidad limitada de dinero, ¿hacia dónde deberían apuntar los programas espaciales tripulados?

La tecnología para enviar humanos a la luna existe. La tecnología para enviar humanos a Marte aún está a unos años de distancia, aunque esencialmente los problemas centrales están resueltos. La integración es lo que queda por hacer.

Dado un fuerte impulso nacional para la exploración tripulada de la Luna o Marte, creo que es muy probable que la tecnología ISS existente se aproveche, aunque no se adapte para su uso en un entorno de gravedad reducida.

Como señalé en mi respuesta a la otra pregunta, Marte es un mundo que captura la imaginación, principalmente debido a su variado paisaje y su geología cuasi-terrestre. La luna es una roca espacial estéril. Ya hemos estado allí, y no hay mucho que hacer allí que los robots no puedan hacer. Esencialmente, un programa espacial que puede llevar humanos a Marte y de regreso puede existir con un fuerte propósito. Como beneficio adicional, adaptar los cohetes con capacidad de Marte para la luna es sencillo. Adaptar cohetes con capacidad de Luna para Marte es básicamente imposible, debido a la mayor delta-v requerida.

El núcleo de mi argumento es que la tecnología de cohete lunar no es convincente, fácil de desmontar e intransferible, mientras que la tecnología de Marte no es ninguna de esas cosas.

Dejando a un lado el sistema, la cuestión de sobrevivir en la superficie de la luna o Marte durante un período de tiempo, ya sea semanas, meses o años, se convierte en la pregunta principal.

Ahora, los humanos no pueden sobrevivir en Marte o en la Luna sin trajes protectores y mucho soporte técnico, incluso para una misión corta en lugar de colonización. Sin embargo, sería un grave error suponer que debido a que los humanos necesitan trajes espaciales en cualquier lugar (o en órbita alrededor de la tierra) que cualquier traje espacial servirá, o que un diseño de traje espacial sería ideal, o incluso adecuado, para cada situación . Un traje espacial lunar debe tener protección contra el calor, resistencia a la abrasión, protección contra la radiación y protección contra micrometeoroides. Sus capacidades son un superconjunto de los trajes espaciales ya increíblemente sofisticados utilizados en la ISS, ya que también deben permitir flexibilidad y contacto con la superficie. Los trajes espaciales Apollo todos desarrollaron fugas. Afortunadamente, debido a la baja gravedad en la luna, al menos es posible un traje espacial que resuelva estos problemas razonablemente bien. Ese mismo traje espacial sería un desastre en Marte. En Marte, la temperatura de la superficie es más estable. Hay una radiación muy reducida, no hay micrometeoroides y una abrasión sustancialmente reducida. Sin duda, algunos tipos de tierra de Marte son probablemente corrosivos, pero el conjunto completamente diferente de requisitos requiere un diseño de hoja limpia para cada planeta (al menos). No pensamos en diferentes tipos de ropa para diferentes propósitos en la Tierra. La exploración de Marte se extendería, implicaría un trabajo de campo de EVA sustancial y más horas en la superficie. Estos problemas también son solucionables, especialmente dada la posibilidad de un sistema de soporte vital no cerrado, ya que los gases de respiración podrían destilarse fácilmente en el hab o en el rover. No existe el mismo grado de importancia temporal o necesidad de conservación que en el espacio o en la luna. ¡Cada minuto no cuenta!

Del mismo modo, toda la tecnología de soporte debe funcionar de manera estable, eficiente, redundante y ser lo más liviana posible: tiene mucho más sentido diseñar sistemas específicos de ubicación para la Luna y Marte, en lugar de tratar de poner en marcha una talla única para todos política alrededor del mismo dispositivo. Incluso en la Tierra, el diseño arquitectónico difiere ampliamente de una zona climática a otra, al igual que los accesorios en submarinos y aviones reflejan los diferentes requisitos en su construcción.

Un rover para la luna y Marte debería tener un diseño muy diferente, aunque solo sea porque las fuerzas de Marte serán mucho mayores debido a la mayor gravedad. Los aterrizadores en Marte necesitan escudos térmicos y alrededor de 800 m / s de delta-v. En la luna, no es necesario un escudo térmico, pero se necesita más delta-v para reducir la velocidad de la velocidad orbital. En Marte, los módulos de aterrizaje pueden desplegar paneles solares y generar más combustible de la atmósfera, algo que nunca sucederá en la luna. Las tecnologías lunares son en gran medida un subconjunto de las tecnologías de Marte.

Con esto en mente, argumentaría que ninguna de las tecnologías desarrolladas para la Luna será útil para Marte. La Luna tiene gravedad, geología, atmósfera, ciclo térmico, composición del regolito, peligros ambientales, casos de uso potencial, etc., fundamentalmente diferentes.

Además, cualquier argumento para la colonización de la Luna que involucre Helio-3 debe considerarse con desconfianza. Incluso si el poder de fusión funciona, e incluso si necesita Helio-3, sería más fácil extraerlo de la pasta de dientes que llevarlo a la Tierra desde la luna. Las bases lunares tendrían requisitos de reabastecimiento similares a los de la ISS, ya que la falta de recursos indígenas requeriría un LSS de circuito cerrado.

Sobre el argumento de seguridad / rescate. El control terrestre de la ISS ha brindado una visión de seguridad muy centrada en la Tierra a las operaciones de la NASA, a pesar de que el reingreso es una de las partes más peligrosas de cualquier misión. Incluso en LEO, se reconoce abiertamente que una misión de rescate sentada en la plataforma podría necesitar esperar 12-18 horas para una ventana de lanzamiento adecuada. Lo mismo se aplicaría a la luna, y luego hay un crucero de 3 días para llegar allí, probablemente llevando el widget mágico que arreglará el suministro de aire. Esto es, por supuesto, posible, ya que la falta de recursos de la Luna hará que la producción indígena de prácticamente cualquier cosa sea realmente difícil. Más prácticamente, la clase de emergencias potencialmente fatales que tomaría más de 3 días pero menos de 6 meses para desarrollarse es realmente pequeña. Dada la escala de tiempo, las reparaciones son posibles. Mirándolo de otra manera, el rescate es casi igualmente difícil (es decir, imposible) para la luna o Marte en la mayoría de las situaciones de emergencia. En otras palabras, la ingeniería autosuficiente es el enfoque apropiado a seguir. Incluso en el caso de un accidente similar al Apolo 13, el factor más importante en la supervivencia sería la autosuficiencia y la suerte. ¡Las misiones a Marte también emplearían trayectorias de retorno libre, aunque más de una semana!

En última instancia, una base de Marte, en virtud de su fácil acceso al agua, los hidrocarburos sintéticos y los metales, tendría una mejor oportunidad de autosuficiencia dada una masa crítica que una base lunar. Por esta razón, la exploración tripulada de Marte es el único paradigma convincente de exploración espacial tripulada. Incluso para misiones más cortas, no tiene ningún sentido el argumento de que una misión de la Luna ayudaría a desarrollar tecnología o entrenar para una misión a Marte. Si bien una misión “corta” a Marte es mucho más larga, su valor científico es necesariamente mayor, y la probabilidad de que se desarrollen problemas críticos demasiado rápido para ser abordados es proporcionalmente menor.

La luna de seguro. Sí, fueron a la Luna “porque es difícil”, es una buena retórica en un discurso. Pero eso no significa que salgas y hagas lo más imposible que puedas encontrar.

En el caso de Apolo, hicieron muchas misiones anteriores a la órbita terrestre, alrededor de la Luna, etc., antes de ir a la superficie lunar.

Entonces, incluso si está planeando ir a Marte, eventualmente necesita objetivos más fáciles primero. Y la Luna es el peldaño obvio en nuestro camino hacia cualquier parte del espacio.

O la Luna, o bien, en órbita alrededor de la Luna, o en las posiciones L1 o L2 en equilibrio gravitacional sobre los lados cercanos y lejanos de la Luna (algo así como una órbita geoestacionaria para la Luna).

LA LUNA SIGUE UN GRAN RETO SOLO PARA LLEGAR

De hecho, la Luna también es todo un desafío. No podemos simplemente sacar el hardware de la década de 1960 y volar eso. Tendría que hacer nuevos cohetes, y necesitaríamos al menos varios lanzamientos de prueba anteriores, al igual que para Apollo, antes de que sea razonablemente seguro enviar a un humano a la superficie de la Luna una vez más.

Nuestro hardware es más capaz, pero también más complejo, de alguna manera, eso significa que hay más cosas que pueden salir mal. Después de todo, el venerable Soyuz sigue siendo la forma preferida de llevar humanos al espacio, debido a su larga historia y su historial de seguridad.

Puede llevar un tiempo obtener cohetes modernos con una garantía de fiabilidad para los humanos similar a la del antiguo hardware Apollo.

SEGUNDO DESAFÍO: QUEDARSE AQUÍ DURANTE LOS AÑOS UNA VEZ QUE LLEGUEMOS

Una vez que podamos tener puestos avanzados tripulados en la Luna o en órbita alrededor de la Luna, o en L1 o L2 por encima de la superficie lunar, que duran años sin un reabastecimiento de la Tierra, podemos pensar en ir a otros lugares del sistema solar. .

Pero para lanzar a Marte, incluso el sobrevuelo más corto como en Inspiration Mars, estaba entusiasmado con la idea cuando la escuché por primera vez, pero al reflexionar, realmente parece una locura hacer eso primero.

Nunca hemos enviado a nadie más allá de LEO desde Apollo, y nunca hemos enviado a nadie a ningún lugar sin recursos para que se reabastezca continuamente desde la Tierra cada pocos meses y devuelva los desechos a la atmósfera de la Tierra. Y no solo pequeñas cantidades, muchas toneladas de reabastecimiento y eliminación de desechos por astronauta.

BOTE DE VIDA SOYUZ

Y además de eso, tienen una nave espacial Soyuz constantemente acoplada a la ISS que pueden usar para volar de regreso a la Tierra en cualquier momento si se produce un desastre.

La idea de que de repente podemos enviar expediciones a la órbita de Marte, con

• Ningún bote salvavidas puede regresar en un período de tiempo más corto que seis meses (y, a menudo, el tiempo más corto es más de 2 años para volver)
• sin reabastecimiento desde la Tierra
• sin disposición de desechos a la Tierra
• sin reabastecimiento de componentes vitales dañados de la Tierra (ISS lo ha necesitado varias veces)
• sin experiencia de alguien que logre mantenerse saludable en órbita durante tanto tiempo
• no hay oportunidad para una consulta en tiempo real con la Tierra durante una emergencia de tipo Apolo 13 – hasta 40 minutos de retraso entre decir algo y obtener una respuesta – la tripulación se queda sola si algo sucede

– en reflexión – parece una locura :).

DESAFÍOS

Los principales desafíos del factor humano incluyen

• Mantenerse sano durante meses y años sin parar en un pequeño compartimento en el espacio, probablemente necesita gravedad artificial basada en la correa, pero aún no hemos visto el primer experimento de gravedad artificial en el espacio utilizado para la salud humana.
• Sistema cerrado de hábitats. Muchas ideas, por ejemplo, hacer oxígeno a partir de algas, pero, de nuevo, nunca voló en el espacio. Las cosas a menudo fallan de manera inesperada en el espacio.
• Protección contra la radiación cósmica: esto será más fácil una vez que podamos lanzar grandes masas al espacio o hacer NEO o minería lunar.
• Hardware confiable. Muchos de nuestros vuelos espaciales de larga distancia a otras regiones del sistema solar todavía fallan, especialmente a Marte. Una tasa de fracaso tan alta, en algunos casos superior al 50%, simplemente no se puede permitir con una misión humana. El nuevo hardware complejo para los vuelos espaciales humanos seguramente tendrá muchas fallas en las primeras etapas.
• Control ambiental confiable previamente probado en el espacio. Esto es mucho más complejo de lo que piensas: muchos gases venenosos diferentes que se pueden acumular en un hábitat humano y deben eliminarse, como metano, sulfuro de hidrógeno, etc., el CO2 debe lavarse constantemente (en altas concentraciones es letal para los humanos ), el aire debe mantenerse libre de la acumulación de microbios peligrosos para la salud, la nave espacial está sujeta al deterioro de las películas de microbios, también incluye instalaciones sanitarias (esto se relaciona con los hábitats de sistemas cerrados anteriores).

  Los sistemas ISS han funcionado mal varias veces: está lo suficientemente cerca de la Tierra, así que eso no importa. Los sistemas ISS han sido probados hasta cierto punto, ahora son razonablemente confiables, pero no son adecuados para vuelos interplanetarios o vuelos de larga distancia sin reabastecimiento desde la Tierra. Los duplicados de un sistema poco confiable no ayudan necesariamente allí; todos los duplicados pueden fallar en condiciones de espacio, e incluyen tener múltiples formas diferentes de mantener un ambiente habitable, si todos no están comprobados, todos pueden fallar.

  Es posible que las soluciones naturales como en Biosphere II puedan resolver todo esto: mantener un entorno saludable en el que los humanos vivan sin apenas pensar en cómo funciona, si es que lo hacen, pero si es así, esto también debe demostrarse en el espacio, obviamente . La biosfera en sí misma no tuvo éxito en su objetivo.

Entonces, primero tenemos que romper esto más cerca de la Tierra. Cualquier otra cosa es una receta para el desastre y la tragedia en mi opinión.

ALGUNAS PREGUNTAS PARA MARTES PRIMEROS ENTUSIASTAS

¿Crees que podríamos enviar una misión a la Luna, oa L1 o L2, y dejarla allí durante dos o tres años sin reabastecimiento desde la Tierra con la tecnología actual?

Si es así, si ya tenemos la tecnología para el vuelo interplanetario, o casi lista, ¿por qué gastamos tanto cada año en cambiar continuamente la tripulación de la EEI y reabastecerlos desde la Tierra?

¿Por qué creemos que un bote salvavidas es tan importante para la ISS, que pueden regresar a la Tierra en cuestión de horas?

Si duda ante la posibilidad de que una tripulación humana pase dos o tres años en la posición L2 al otro lado de la Luna sin reabastecimiento desde la Tierra, ¿por qué cree que les irá mejor en una misión a Marte?

LUNA INTERESANTE

Afortunadamente, la Luna ha resultado ser mucho más interesante de lo que nos dimos cuenta antes. Y – apenas ha sido explorado en absoluto. Solo un geólogo ha estado allí, en el Apolo 17, y pasó unas pocas horas en la superficie. Hay mucho por hacer en la Luna.

MARTE ROBÓTICO

Mientras tanto, tenemos una serie de emocionantes misiones a Marte. No puede hacer tanto como los robots controlados telerobóticamente por humanos.

Pero será cada vez más capaz y autónomo también.

Para obtener más información sobre esto, vea mi Caso para la luna: nuevo futuro positivo para los humanos en el espacio: final abierto con protección planetaria en su corazón

Ambos . Como parte de un sólido programa de exploración espacial.

Si los Estados Unidos pudieran vincular el presupuesto de la NASA con, digamos, el 1% del presupuesto federal, y ya no requieren que el Congreso apruebe decisiones importantes, la humanidad podría permitirse explorar el espacio profundo con mucha más libertad, con múltiples programas ejecutándose simultáneamente, como Una misión de base lunar / Marte.

Luna.
Necesito la experiencia para marcar cómo incluso lograr Marte. Creo que Robert Frost ha dado un argumento convincente de por qué Moon primero.

Personalmente, creo que la simple seguridad de estar a unos días de la Tierra frente a casi un año, esencialmente hace que esto sea obvio. El tiempo de comunicación desde la Luna es 1.28s en cada sentido. El tiempo de comunicación de Marte a la Tierra en un sentido es de 3 a 21 minutos. [1] La cantidad de variables que pueden fallar en misiones tan complicadas es tremenda, el scifi tiende a pasar por alto al ponerse un traje espacial, pasar por una serie de enclavamientos, eliminar / reciclar desechos: gases, fluidos, sólidos; limpieza de todo, etc. Un simple sello no asentado correctamente matará rápidamente. Estos entornos son tan duros e implacables que un simple punto de falla podría matar a todo un equipo.

[1] Retraso de comunicación

Luna. (disculpas por mi mal inglés, después de todo soy brasileño y escribimos en portugués)

Manteniendo las cosas simples simples. Creo que debido a la naturaleza dura de CUALQUIER colonización espacial, el componente humano de la misión es el eslabón débil, sufrimos radiación, falta de gravedad, la mezcla de gases del aire. La vida humana, como sabemos, no fue hecha al espacio.

Teniendo en cuenta este principio, es importante tener en cuenta que somos humanos, una raza exploradora, tecnológica y curiosa, NECESITAMOS ir más allá de nuestro alcance, incluso si es difícil. Pero cómo ?

Creo firmemente que, en el siglo XXI, estamos insistiendo con un paradigma del siglo XX en que nuestro cuerpo humano, débil como es, es la parte más relevante de la exploración espacial, no lo es. Nuestras creaciones, fruto de nuestra inteligencia e imaginación son. Necesitamos enfocar nuestro esfuerzo no en enviar hombres o mujeres, carne y hueso, a un ambiente hostil, sino desarrollar tecnología para construir, prospectar, explorar, obtener ganancias e incluso preparar el ambiente hostil para recibir humanos para vivir en caso de necesidad.

Cuando el último humano tocó un suelo extraño, no había impresoras 3D, robots industriales, la ciencia de TI estaba dando sus primeros pasos … no hay ninguna ventaja en colocar seis seres humanos para cavar y recoger rocas que ya han sido excavadas o recogidas por un dron o robot La mayor ventaja es desarrollar máquinas más grandes y mejores para desarrollar una industria extraterrestre que eventualmente podría preparar otro mundo para recibir una colonia de humanos. A la luz de estas ideas, creo que esta tecnología debería desarrollarse primero en la luna. Menor costo, misiones de recuperación más fáciles, condiciones de monitoreo más fáciles.

Cuando nuestra ciencia ha evolucionado hasta el punto de crear una ‘misión de semillas’ o ‘máquina de semillas’ con máquinas que podrían construir hábitats humanos, podemos pensar en ganar las estrellas.

Sin una sola duda … La Luna.

Esta es una refutación educada a Casey Handmer.

No estoy seguro de dónde obtienes tu información. Estamos de acuerdo en muchas cosas, pero esto no es seguro.

El argumento de la pizarra en blanco simplemente no funciona realmente. Asumiendo una pizarra en blanco que es … en sí misma muy discutible … cuanto menos sepa, más necesita aprender, más cerca estará de su hogar. Eso parece muy obvio.

La idea de que no necesitas tanto traje espacial en Marte también es un poco inestable. ¿Qué tan frío hace en Marte? Lo suficientemente frío como para congelarte por la noche y la mayoría de los días. En el caluroso día ocasional en el verano … 70 grados. Será mejor que tengas un traje que se enfríe. No hay diferencia práctica entre la Luna y Marte cuando se habla de presiones de que los humanos pueden sobrevivir. El polvo marciano no es más indulgente que el lunar.

¿No se necesita similitud entre hábitats? Ya los hay. Protección contra fluctuaciones de temperatura, radiación y condiciones de vida tolerables. Marca mi palabra … en ambos lugares pondremos inflables dentro de los tubos de lava. Cualquier otra cosa es demasiada ingeniería y en realidad no satisface la necesidad. Los inflables se pueden diseñar por completo en la Tierra apretados … embalados y enviados. Toda la tecnología necesaria para Marte se puede probar en la Luna.

La luna tiene recursos. Todos ellos lo necesitaban. Mucha agua. Un montón de metales. Tanto Marte como la Luna necesitarán suministro de la Tierra hasta que puedan utilizar los recursos locales. Marte está mucho más lejos con ventanas de lanzamiento muy específicas.

Justo como un punto quisquilloso … el lanzamiento es la parte más peligrosa del espacio.

Rescate … otro … No lo sé. Widget de magia? Si es necesario … podría usar un tanque de oxígeno y depuradores de CO2 manipulados por jurado para regresar. Rollo de barbacoa para evitar que se congele. Incluso se ha probado si recuerdas. Lo más probable es que si tuviéramos una infraestructura en la Luna comparable a la de la EEI … tendríamos un rápido giro en el lanzamiento y rescate integrados en el programa. Descubre cómo sobrevivir durante unos días … ya sea hábitat o tu traje espacial y tienes una posibilidad razonable de supervivencia.

No vas a ir de Marte a la Tierra sin un sofisticado sistema de soporte vital. Te vas a congelar sin un sistema de calefacción activo. También debe cumplir con estrictas ventanas de inicio.

La ayuda es probable si estás en la Luna. No vale la pena molestarse en pensar en Marte.

Sus conclusiones están siendo conducidas por una serie de falacias comunes. Hay mucha propaganda sobre nuestra capacidad de sobrevivir en Marte. Hay una obsesión con Marte que realmente no se basa en la ciencia … se trata de querer ir a Marte y vivir. La idea de que Marte es más útil que la Luna simplemente no puedo entender.

Me gusta mucho la idea de presenciar humanos aterrizando en Marte. ¿Quién no lo haría? Sin embargo, parece que hay ideas mucho mejores y más imaginativas disponibles para nosotros en lo que respecta a la exploración espacial.

Prefiero ver nuestros esfuerzos dedicados a mejorar las sondas para poder explorar las lunas de Saturno y Júpiter, o desarrollar los medios para permitir que los robots construyan una base en la luna. Estas parecen ser cosas que podríamos lograr muy rápidamente en comparación que producirían avances masivos en conocimiento y experiencia.

Dado que nuestras sondas ya están en Marte y es probable que las futuras sondas solo mejoren, la cantidad de nueva información obtenida al poner a un humano en el planeta a corto plazo es limitada en comparación.

Apoyaría la idea de ir a Marte cuando descubramos métodos de energía renovable y sistemas de propulsión que permitan que los viajes espaciales sean decididamente más competentes. Como Carl Sagan señaló una vez, con una aceleración constante de 1 g durante la mitad del viaje y una desaceleración constante de 1 g para la otra mitad, podríamos llegar a Marte en 2 días en lugar de los 12-18 meses . Eso cambiaría las cosas significativamente .

Por supuesto, con la misma física, eso también significaría que podríamos viajar a Alpha Centauri en menos de 4 años, lo que hace que la idea de Marte parezca poco espectacular en comparación.

Con todo el ingenio y la brillantez potenciales en este planeta, parece que hacer de Marte un objetivo es más un romance que una razón.

Creo que primero tienes que hacer la luna.

Para llegar a la Luna, tuvimos que construir el Saturno V, que sigue siendo el cohete más grande jamás construido, y solo logró llevar a 2 personas allí (el tercero se quedó en la nave nodriza con el combustible para llegar a casa). para llevar suficientes cosas a Marte para poder sobrevivir necesitaríamos algo muchas veces más grande.

A no ser que…

La gran mayoría del Saturno V era combustible, nada más (¡131 toneladas vacías, 2300 toneladas llenas!) Si pudiéramos volar algo del tamaño de Saturno V a la Luna, podríamos repostarlo con hidrógeno y oxígeno producido allí, por electrólisis ( o división termoquímica) del agua en los polos.

Al relanzar desde la luna, podrías ir mucho más lejos y, críticamente, una vez que llegues a Marte, podrías dejar esa nave nodriza en órbita con suficiente combustible para llegar a casa (no hay forma de que quieras repostar desde Marte .)

Podemos encontrar agua como combustible en la Tierra, Marte o la Luna. Pero la Luna tiene la gravedad más baja. Hasta donde puedo ver, es la única forma sensata de llegar a Marte. La conclusión logística para esto sería un Expreso Interplanetario que va de la órbita de la Luna a Marte y regresa en un solo tanque de combustible fabricado por la Luna. Entonces habría lanzaderas locales en la Tierra y Marte para encontrarse con el Expreso.

Velocidad de escape: Tierra 11.2 km / s, Marte 5 km / s, Luna 2.4 km / s: Entonces, regresar de Marte con combustible hecho allí requerirá más combustible del que necesitaría si hiciera su combustible en la luna y se lo llevara con usted. Y tanques más grandes.

En otra nota, no veo ningún punto en ir a Marte hasta que hayamos encontrado un uso económico para la Luna. El dinero se gastaría mejor en energías renovables y en ayudar a los pobres y los enfermos. Si te preguntas cómo sería la vida en Marte, lo más cerca que tenemos es la base permanente en el polo sur. Entiendo que allí se pone bastante sombrío en invierno.

EDITAR:

Para aclarar, la tercera etapa de Saturno V se eliminó mediante una honda en el espacio o chocando contra la luna (el impacto fue detectado por sensores sísmicos colocados en la luna y los datos se usaron para analizar el interior). Que yo sepa, esto es el objeto hecho por el hombre más grande que ha llegado a la luna.

La tercera etapa del Saturno V era un cohete H2 / O2 de 119 toneladas (10 toneladas de equipo + 109 toneladas de combustible) que transportaba una carga útil de 45 toneladas (módulo de comando / servicio + módulo lunar). Si no hubiera estado cargando una carga útil (o mejor, si llevaba un tanque extendido y algunos trenes de aterrizaje) podría haber aterrizado con seguridad en la luna. Si hubiera una fuente de combustible disponible en la luna, podría haberse puesto en servicio como un tanquero. Dos de estos camiones cisterna (o un solo camión cisterna en dos viajes) podrían haber despegado de la luna y repostar completamente una tercera etapa estándar de Saturno V + carga útil de 45 toneladas esperando en el punto EML1 de Lagrange (punto de equilibrio entre la Tierra y la Luna) con suficiente combustible para repuesto para volver a salvo a la luna. La nave reaprovisionada de combustible podría haber volado a la órbita baja de Marte.

No pondré la prueba de esto aquí, cualquier persona interesada puede investigar las cifras de los datos presentados a continuación. Lo que presentaré a continuación son las ganancias en eficiencia energética que se pueden obtener mediante el reabastecimiento de combustible en el punto EML1 de Earth-Moon Lagrange. Descargo de responsabilidad: todos los datos de Wikipedia.

Primero, aquí están los cambios de velocidad dV requeridos para las diversas maniobras. Algunos de estos los tuve que obtener sumando los datos disponibles. La órbita EML1-baja de Marte fue una combinación de maniobras que comenzaron con la velocidad EML1-Earth Escape. Para la órbita terrestre baja a la órbita baja de Marte, los datos disponibles significaron que no había necesidad de calcular de esta manera; Si hubiera pasado por la figura de la velocidad de escape de la Tierra, habría sido de 7 km / s. La ruta directa es de menor energía. Es probable que mi dV de la órbita de Marte baja en EML1 sea ligeramente inexacta, y probablemente conservadora, debido a la falta de datos directos. También es interesante que el dV para alcanzar EML1 desde la órbita terrestre baja es mayor que para la velocidad de escape. Supongo que esto se debe a que se requiere una corrección de dirección al plano orbital de la luna.

Tierra – órbita terrestre baja: 9.3-10 km / s
Órbita terrestre baja: órbita baja de Marte 6,6 km / s
Lagrange point EML1 – órbita baja de Marte 4 km / s
Órbita terrestre baja – punto de anclaje EML1 3.77 km / s
Órbita terrestre baja – escape 3.22 km / s
Punto de lagrange lunar 2.52 km / s

Es inmediatamente evidente que el dV más grande es desde la Tierra hasta la órbita terrestre baja. Es por eso que Saturno V usó 2 etapas completas solo para llegar tan lejos. Las naves espaciales modernas tienden a usar una sección principal más propulsores, que todavía son 2 etapas: los propulsores son la primera etapa y la sección principal es la segunda etapa, excepto que comienza a disparar desde el principio.

dV para volar directo a Marte es 6.6km / s. Se requiere un poco más (7,77 km / s) para llegar a Marte a través del punto de Lagrange, que en términos de dV es aproximadamente “a mitad de camino”. Investiguemos más a fondo.

La ecuación clave aquí es la ecuación del cohete:

m0 y m1 son la masa inicial y final del cohete. dV es el número de arriba. Ve es la velocidad de escape efectiva. la tercera etapa de Saturno V con motor H2 / O2 tenía Ve = 4.13 km / s. El motor principal del transbordador espacial impulsado por H2 / O2 tenía Ve = 4.44 km / s, que redondeé a 4.5 km / s para representar un motor moderno. Con base en lo anterior, esto es lo que se necesitaría para llevar una nave de 100 toneladas a la órbita baja de Marte desde: a) órbita terrestre baja yb) punto de alineación EML1.

A partir de las relaciones de masa, está claro que una sola etapa es suficiente. Pero el barco que vuela desde el punto de Lagrange necesita apenas la mitad de la masa cargada y menos de la mitad de la capacidad del tanque de combustible. Es decir, este barco usaría menos combustible en las dos estrategias de abastecimiento de combustible (vuela desde la órbita terrestre baja hasta el punto de lagrange, donde sería reabastecido por el petrolero, y procedería a Marte) que el barco que vuela directamente desde la tierra baja orbita. Incluyendo el combustible requerido por el petrolero, el combustible total de la misión de la órbita terrestre baja sería un poco más.

Desafortunadamente, parte del peso del barco se utiliza como tanques y motor. El tanque externo del transbordador espacial tiene una relación de peso de combustible al peso del tanque de 28: 1 pero no tiene motores. He considerado una relación de 20: 1. Esto reduce la cantidad de peso vacío que puede considerarse como carga útil. De esto obtenemos una relación de la masa total que debe ponerse en órbita terrestre baja frente a la carga útil que se muestra. Al usar el reabastecimiento de combustible en el punto de Lagrange, esta proporción es aproximadamente la mitad de lo que hubiera sido de otra manera.

Entonces: ¿qué tan grande debe ser un vehículo que puede lanzar una carga útil de 100 toneladas desde la Tierra a la órbita baja de Marte? Aproximadamente 10 veces más grande que lo que se requiere en órbita terrestre baja. Por lo tanto, para el motor de 4,5 km / s, necesitamos alrededor de 2620 toneladas para la opción de reabastecimiento de combustible de Lagrange o 5210 toneladas para el vuelo directo. La cantidad de combustible necesaria desde la órbita terrestre baja en adelante es insignificante en comparación con la cantidad requerida para llevar nuestro barco a la órbita terrestre baja. Por lo tanto, es razonable decir que la opción de reabastecimiento de combustible de Lagrange tiene aproximadamente el doble de eficiencia de masa y el doble de eficiencia energética que la opción directa.

¿Es más económico? Dificil de decir. Una planta para producir propelente H2 / O2 a partir del agua, especialmente una que funcione de la misma manera que un submarino nuclear, debería ser bastante sencilla y, si no podemos hacerlo, no estamos listos para Marte. Por otro lado, extraer hielo de agua en la Luna es el gran desconocido. Robert Frost parece pensar que hay abundante agua allí, y de todas las personas que comentan aquí, debería saberlo mejor. Simplemente puede ser posible perforar un agujero, alinearlo con una tubería e incluir un calentador en la parte inferior para que salga el vapor de agua. O puede ser mucho más complicado, con camiones y excavadoras.

Si las personas están en la luna por cualquier razón, la disponibilidad de agua es lo primero que deben verificar. Una fábrica de propulsores con base en la luna puede llegar a ser la inversión espacial más sabia jamás realizada.

Buena pregunta …… .. Creo que si vamos a una misión espacial tripulada en un futuro próximo, entonces debería estar en Marte o en un asteroide , porque:

a. Ya aterrizamos 12 astronautas en la Luna y 24 llegamos a la luna, lo que nos dio la experiencia y la fuerza de que si podemos ir a la luna, entonces seguramente podemos hacerlo en Marte y más allá, el alunizaje ya está hecho para su propósito.

si. En Marte porque ya hay noticias de la colonización de Marte, donde la gente incluso planea quedarse allí y nunca volver. ¿Cómo pueden quedarse allí si nuestros astronautas bien entrenados no lo hacen primero?

Segundo, Marte es interesante debido a la posibilidad de vida que podría haber existido alguna vez. ¿Cómo sabríamos eso si nosotros mismos no somos capaces de quedarnos allí?

C. En el asteroide porque el resultado más probable de la extinción de los humanos es la posibilidad de que la Tierra golpee un asteroide o un cometa y si en tal caso alguna vez tratamos de salvar al mundo, eso sería hacerlos explotar usando bombas nucleares después de perforarlo. al núcleo, que desintegrará el objeto en otra dirección, por lo tanto, falta la Tierra. Lo que no puede ser posible sin aterrizar en el asteroide.

Por lo tanto, para estar preparados para tal evento, debemos ir a misiones tripuladas en asteroides y realizar experimentos de perforación.

Por lo tanto, ir a Marte y al asteroide será bueno para la humanidad …

¿La única y futura Marte?

Mi opinión es primero Marte , y por algunas razones bien documentadas:

1) Buena posibilidad de encontrar y estudiar microbios fosilizados o incluso vivos (perforación en el agua) en un planeta que una vez estuvo cubierto de agua, y que puede volver a ser

2) Siempre ha sido el gran sueño no realizado de nuestros mejores pensadores de exploración desde, al menos, Werner von Braun en los años 40. Hemos estado a 10 años de distancia desde al menos los años 70: la tecnología es menos importante que Apollo (Zubrin es una buena fuente y la NASA ha basado su diseño de referencia de misión en Marte en su brillante trabajo)

3) Los planes hasta ahora con Moon-first significan unos 10 años agregados a Marte y eso es políticamente un callejón sin salida (nuevas administraciones) como se evidencia con programas similares desde la Segunda Guerra Mundial

4) Ya hemos estado en la luna y cuando vayamos primero a Marte, es probable que tenga una colonia en paralelo o muy pronto después, no necesariamente para Luna primero

5) La luna alterna meses entre la oscuridad total (olvídate de la energía solar a menos que estés restringido a un área pequeña del polo)) y la luz solar intensa que requiere un fuerte escudo incluso para las plantas (no tanto en Marte y los días de Marte son casi exactamente iguales a los de la Tierra)

6) Marte tiene muchas más materias primas necesarias para una colonia; incluso los primeros colonos probablemente pueden convertirlo en tierra y el CO2 puede presurizarse para invernaderos

7) Excelente estación de suministro en Phobos para la minería del cinturón de asteroides

8) Es muy probable que el agua se deba a la perforación de un pozo después de un buen levantamiento (EDITAR: provisionalmente se está derritiendo el regolito de hielo)

9) El CO2 se puede convertir fácilmente en oxígeno respirable (y, con relativamente poco hidrógeno, metano para vuelos planetarios y eventuales viajes de regreso)

10) Es un planeta real mucho más allá de la órbita de la Tierra y, por lo tanto, se ha apoderado de la imaginación pública como un destino digno (como lo demuestra la prensa, la financiación y la emoción general sobre las misiones de Marte contra la Luna en estos días)

Amo la Luna y espero que también la colonicemos en los años 20, pero sería miope a TODAS las misiones futuras más allá de LEO para ponerla en primer lugar, aunque sea tentador, ya que la NASA nunca llega a los programas más caros que inicia 10 años.

[Esta respuesta es en respuesta a la redacción de la pregunta original, que era simplemente Luna o Marte? Todas las respuestas a esa pregunta asumieron que la pregunta se refería a qué cuerpo deberían visitar los humanos a continuación. La colonización no estaba en la pregunta ni en los detalles en ese momento.]

Marte.

El problema que enfrentaremos al ir a la luna primero es el mismo problema que nos dio el Shuttle: complacencia. Nos da una excusa fácil para NO ir a Marte. Se necesitan recursos (dinero, mano de obra, recursos científicos y de ingeniería) que necesitamos para llevarnos a Marte. Si vamos a la luna, nos divertiremos mucho allí, estableciendo bases lunares, extrayendo, buscando agua, estudiando la geología, construyendo hoteles, pensaremos en Marte como un desvío. Pero es THE MOON lo que realmente es el desvío. Ir a la luna es una distracción.

La NASA decidió regresar primero a la luna debido a la política. Le da más empleos a la gente de la NASA. Esa es la razón. Mientras tanto, un equipo de la NASA, llamado Mars Direct, investigó y presentó un enfoque alternativo que iba directamente a Marte.

http://en.wikipedia.org/wiki/Mar …

Fue rechazado, no porque no fuera factible. Fue rechazado porque no fue lento y no hizo uso de otra investigación. Incluso Wikipedia reconoce esto:

La resistencia al plan provino de equipos dentro de la NASA que trabajaban en la Estación Espacial y conceptos avanzados de propulsión, ya que su trabajo ya no sería necesario para llegar a Marte. La administración de la NASA rechazó Mars Direct.

No requirió tantos ingenieros, científicos, matemáticos, astronautas y expertos en control de misiones. No alimentó el programa de bienestar llamado NASA. Por eso fue rechazado.

No hay nada en ir primero a la luna que haga que sea más fácil ir a Marte.

• La luna no es una base. No necesitamos construir nada en la Luna para llevarnos a Marte.
• La luna no es una estación de servicio. La cantidad de combustible que usaríamos para llegar a la luna, aterrizar y despegar nuevamente es más que la cantidad de combustible que necesitaríamos para llevarnos directamente a Marte.
• La luna no nos ayuda a llegar a Marte más rápido. De hecho, es un desvío innecesario que nos hará tomar más tiempo para llegar a Marte.

Podríamos ir a Marte en lugar de a la luna, con una cantidad marginalmente mayor de dificultad.

Hemos estado en la luna. Es hora de ir a Marte.

Y por favor entiende. No digo que ignoremos la luna para siempre. ¡Seguro! Regresa a la luna. ¡Pero vamos a Marte PRIMERO!

Bueno, depende de lo que quieras obtener de la exploración. Para muchos, Marte es el próximo lugar lógico para visitar, para construir sobre el éxito de las misiones de la luna Apolo. Pero para otros, se trata de establecer una presencia sostenible en el espacio, haciendo que las visitas a destinos más cercanos de LEO y la Luna sean más rutinarias y comunes. El fruto más lejano de Marte es más jugoso, pero el fruto más bajo de la Luna es más alcanzable. A medida que más jugadores intenten llegar al espacio, tal vez vean ambos destinos perseguidos por diferentes aspirantes, y veremos qué objetivo gana el concurso de popularidad.

Marte. Porque, como todos sabemos. . .

¡Marte necesita mujeres! (lo siento, no pude resistir …)

En serio, sin embargo, la Luna es el punto de partida lógico. Lo suficientemente cerca como para que sea posible el rescate, dada la infraestructura espacial suficiente para soportar la colonización lunar.

Como con cualquier otra cosa. . . pasos de bebé primero. . .

Ninguno.

Cada año, las lluvias de meteoritos visitan la tierra, quemando grandes cantidades de recursos valiosos que podrían ser empujados ligeramente para caer en una órbita terrestre estable. Si las fábricas espaciales viajaran con las corrientes de meteoritos, podrían producir satélites, etc., que se enviarían anualmente a las órbitas terrestres apropiadas.
Estos pueden aumentar, hasta que tengamos instalaciones orbitales del tamaño de una ciudad.

Una vez que tengamos eso, ¡podemos mirar seriamente a colonizar cuerpos más grandes!

[EDITAR] Lanzó este concepto a un presentador de una de las firmas mineras de asteroides (Deep Space Industries) y su respuesta fue que los meteroides son demasiado pequeños y delicados para una extracción fácil: prefieren obtener un gran asteroide sólido que se pueda mover fácilmente. Lamentablemente, esta idea no es práctica, al menos por el momento 🙁

Hay una serie de razones por las cuales la Luna es el mejor lugar para comenzar la colonización del espacio, pero la base de la mayoría de ellas es su proximidad a la Tierra.

Primero, en una misión a la Luna, el rescate de la Tierra es una posibilidad decente para ciertos tipos de fallas. En un viaje a Marte, esto estaría fuera de discusión.

En segundo lugar, la proximidad a la Tierra permite una planificación justo a tiempo. Una colonia lunar puede usar mucha más masa importada de la Tierra y una ingeniería más flexible y capaz.

Si estamos colonizando tanto Marte como la Luna, colonizar la Luna primero ayudaría a informar el plan de colonización de Marte. Lo contrario no sería tan cierto porque la colonización de Marte llevaría más tiempo.

Económicamente la colonización en la Luna será mucho más barata que en Marte.

¿Qué haría James T. Kirk?

Mira, Robert Frost escribió una excelente respuesta. La NASA está llena de tipos increíblemente inteligentes. Y todos son demasiado Spock y no lo suficiente Kirk.

La elección inteligente, elegida entre las opciones de la mesa, nunca es la mejor opción.

La mejor opción es crear su propia elección. Se necesita latón real para hacerlo. Elon Musk lo tiene. La NASA perdió prácticamente todo al pretender volar un autobús escolar mágico.

¿Sabes qué es un tiro de luna? Está en la lengua vernácula ahora. ¿Por qué se llama un tiro de luna?

¿Por qué TODAVÍA se llama tiro lunar?

Es un problema de huevo y gallina. Alguien tiene que dar un paso adelante y lanzar el desafío, y los mejores y más brillantes del país acudirán en masa a DROVES para trabajar en el mejor proyecto de todos los tiempos. No se trata de dinero. Se trata de ser parte de la historia.

Entonces luna? ¿Marte? ¡Decir ah! Deja de pensar en pequeño.

Luna. Hemos tenido personas que viven en el espacio, pero solo en situaciones en las que reciben apoyo de la Tierra. Si no enviamos cosas a la ISS, terminaremos con un grupo de personas muertas. Necesitamos descubrir cómo ser autosuficientes. En Marte, si no podemos descubrir cómo ser autosuficientes, entonces las personas morirán o gastaremos una gran cantidad de recursos en el paquete de atención. En la luna, todavía es difícil enviar recursos, pero es factible.

La luna ha terminado. Marte es mucho más interesante.

Pero las misiones con humanos son 20 veces más caras y todos se sienten terribles si algo sale mal. Los humanos son más flexibles, pero no tan flexibles como 20 sondas de robot más en Marte. O 10 en Marte y otros 10 de todo tipo de lugares interesantes.

Visitar un asteroide también es una opción.

A mi modo de ver, ir a Marte será solo otro Moonshot. Llegaremos allí, recogeremos algunas rocas, plantaremos una bandera y volveremos a casa triunfantes, solo para estancarnos nuevamente por otros 40-50 años. Ya sea que la intención sea explorar o colonizar, lo más probable es que la exploración inicial haga que los accionistas o los políticos decidan que es demasiado difícil / demasiado costoso / demasiado lejano para importar, y la exploración inicial terminará siendo la última.
Mientras que si construimos un hábitat orbital y una colonia de minería / construcción en Luna, enfrentaremos oposición hasta que la gente se acostumbre a la estación. Entonces será familiar y esperado, por lo que los mismos idiotas lo defenderán. Cuando lleguen a ese punto en su pensamiento, será hora de comenzar a mirar a Marte.