I 2015 begynte både NASA og Mars One forberedelsene til et oppdrag til Den røde planeten, men store hindringer står i veien for dem. Vi spurte noen av verdens ledende eksperter innen romforskning om hvordan vi endelig kommer oss dit.
Romkappløpet til Mars har begynt. Første ut av porten var en «underdog»: Mars One, et privat selskap bemannet av tidligere ansatte fra NASA og ESA som planlegger å sette mennesker på Mars innen ti år. De har allerede begynt å plukke ut mannskapet. Og nå er NASAs Orion-program i full sving.
Men i tillegg til det kalde, mørke rommet som befinner seg mellom oss og Mars, er det et stort antall hindringer som begge gruppene må overvinne hvis vi skal nå Den røde planeten. Hvordan skulle vi skyte opp et koloniromskip? Hvordan ville menneskekroppen takle oppdraget? Hva skjer hvis noe går galt?
Vi stilte disse spørsmålene til noen av verdens ledende eksperter på langsiktige romoppdrag for å finne ut hvordan vi endelig skal sette foten på Den røde planeten …
Hva slags person ville du valgt for en reise til Mars?
Det sier seg selv at å jobbe og leve i et så ekstremt miljø vil kreve dyktige personer som passer godt sammen og utfyller hverandre. De må være intelligente, veltrente, tilpasningsdyktige og stabile, de må kunne jobbe i grupper og mestre ulike situasjoner. Men det er noen andre hensyn som er mer nyanserte.
Det er ingen overraskelse at introverte personer klarer seg bedre i isolerte og begrensede rom: Isolasjonen og den sosiale monotonien i verdensrommet krever et visst nivå av innadvendt personlighet. Samtidig trengs et nivå av en varm personlighet som vanligvis er forbundet med utadvendte personer, som vil være fordelaktig fordi gruppemedlemmene må stole på hverandre for sosial støtte. Så hvordan kan dette paradokset løses? Vel, i dette tilfellet kan du få det beste fra begge verdener – ambiverte individer har både introverte og ekstroverte personlighetstrekk. De har sannsynligvis også den personligheten som lettest kan tilpasse seg de unike kravene til langvarig utforskning av rommet.
Jeg ville også sett etter personer som utøver høy grad av selvregulering. Det innebærer evne til å være oppmerksom på og tilpasse sin egen oppførsel i en sosial situasjon. Har du noen gang vært i et møte, ønsket å si noe og så sagt til deg selv: «Det er ikke så viktig at jeg sier dette akkurat nå»? I så fall selvregulerte du deg selv. Personer med høy grad av selvregulering vurderer sosiale hint i en situasjon for å fastslå passende tiltak. De er flinkere til å ivareta statusdynamikken i sine relasjoner og kan tilpasse oppførselen sin deretter. Dette vil bidra til å gjøre konflikter håndterbare og hjelpe teamet med å forhandle effektivt om status- og maktspørsmål som sannsynligvis vil dukke opp i den nye bosettingen.
Å reise til Mars er en risiko, men du vil ikke ha med noen som er for risikovillige: Noen mennesker tar risikoer fordi de ikke riktig har overveid konsekvensene. Å leve og arbeide i et fiendtlig miljø betyr at en liten feil kan få store konsekvenser. Det kan til og med bety døden for teamet. Den rette personen vil være i stand til å være forsiktig og ansvarlig i sine handlinger, men fortsatt ha en følelse av eventyr.
Det er avgjørende for teamets kompatibilitet å sikre at gruppemedlemmene har felles verdier. Personlige verdier rangeres i henhold til relativ betydning etter hvordan de påvirker oppførsel – spesielt når personer står overfor konkurrerende prioriteringer. Teamet som sendes, vil trolig være mangfoldig på en rekke områder. Felles verdier er avgjørende for å bygge bro mellom disse forskjellene. For eksempel kan teamet ha en blanding av forskere og ikke-forskere (som piloten). Når laget står overfor en situasjon som presenterer konkurrerende prioriteringer (for eksempel om du vil miste data eller bevare utstyr), vil teamet lettere være enige om et tiltak hvis de har felles verdier.
Hvordan vil du forberede noen på en enveisbillett til Mars?
Forberedelsene vil innebære omfattende trening og sikre at teamet er enige om avtalte prosedyrer og standarder. Opplæringen må inkludere åpenbare kunnskaper og ferdigheter, som hvordan lande romfartøyet, samt daglige aktiviteter som ikke er så enkle i rommet, som hvordan man går på toalettet når det ikke er noen tyngdekraft. Teamet må også trene på flere områder som er kritiske for teamets selvberging: lære å håndtere situasjoner og å samarbeide. Behovene til bosettingen vil trolig endres over tid, og uventede hendelser vil forekomme. Det er viktig å ha teammedlemmer som er intelligente, men som også kan utvikle seg – for eksempel dem som kan selvregulere sin egen læring. Selvregulering handler om å tenke på å tenke og benytte strategisk handling for å lære.
Det finnes ingen mennesker med den perfekte kombinasjonen av ferdigheter for livet på Mars: En slags pilot-bonde-lege-blanding. Men hvis vi kan lære kandidatene å tilegne seg lærdom, å tilpasse seg, å utvikle seg, vil de ha verktøysettet de trenger for å overleve. For eksempel vil en astronaut som kan identifisere nøyaktig hvilken del av landingsprosedyren som de gjør feil, og hvilken trening de trenger for å rette opp problemet, være mer verdifull på et langsiktig oppdrag.
Selv de mest grundig utvalgte, følelsesmessig stabile teammedlemmene vil sannsynligvis slite med ekstrem isolasjon på et eller annet tidspunkt. Teamet må derfor trenes i mestringsferdigheter – hvordan identifisere og svare på vanskeligheter ved å mestre en situasjon, samt strategier for å tilby støtte for hverandre.
Selv om trening vil være nøkkelen til å forberede teamarbeidet, vil mange problemer løses best med avtalte standarder. Personer fra ulike bakgrunner kan ha forskjellige syn på levestandard, personlig hygiene eller til og med behandling av kvinner. Å sørge for at alle er på samme side når det gjelder disse problemstillingene, kan brukes til å holde konflikter på et håndterbart nivå.
Hvordan ville du sendt et mannskap til Mars?
Mannskapet på fire personer vil reise til Mars i et transittfartøy – en liten romstasjon som vil bli satt sammen i lav jordbane før mannskapet ankommer. Vi kan bygge store romsystemer, som Den internasjonale romstasjonen (ISS), når vi setter dem sammen i rommet. Disse kan vi ikke skyte opp ferdig bygget fra Jorda av tekniske og økonomiske grunner.
Når mannskapet kommer om bord, vil transittfartøyet brenne sine motorer og starte reisen til Mars. Dette fartøyet vil være astronautenes hjem i sju måneder, og de vil spise, sove og trene i fartøyets bomodul. Når de er i nærheten av Mars, går de inn i en separat landingsmodul, noe liknende Apollo-landerne.
Enveisreisen trenger mindre enn halvparten av forsyningene som en rundtur ville behøvd. De vil ha nok vann og oksygen om bord til hele reisen, så vel som planter som kan brukes til å dyrke mer mat dersom de går tomme. Transittfartøyet vil også kontrollere miljøet og ha et livsstøttesystem (ECLSS) for å kontrollere lufttrykk, oppdage branner, overvåke oksygennivåer og håndtere vann og avfall. Men dette systemet vil ikke trenge levetiden til eksisterende ECLSS-systemer som det som finnes på ISS. Dette reduserer kostnadene som er involvert.
En viktig side ved Mars One-prosjektet er bruken av eksisterende teknologier, i motsetning til vanlig praksis hvor man skaper et skreddersydd romfartøy for hvert nye oppdrag. Så det vil ikke bli designet et nytt oppskytningsfartøy for Mars One. I stedet vil mannskapet bestående av fire personer bli fraktet til transittfartøyet som befinner seg i baneomløpet rundt Jorda, av et eksisterende system som SpaceXs Falcon Heavy. Dette likner måten astronauter reiser til ISS i dag.
Vi fortsetter å sende firepersoners mannskap til Mars ved hver oppskytningsmulighet – omtrent hver 26. måned, når Mars og Jorda er opplinjert på en måte som minimerer drivstoffet som trengs for reisen. Etter hvert som flere kolonister ankommer, begynner den første marsbosettingene å ta form.
Hvordan vil du lande på Mars?
Landingen vil ikke være enkel. NASAs analyse forutser at et vellykket sekspersonsoppdrag vil trenge å lande 40 000 kg på overflaten til Mars. Massen til Mars One vil bli lavere på grunn av et mindre mannskap, men fortsatt er den største nyttelasten levert til dags dato på bare 1000 kg (Mars Science Lab-oppdraget som landet Curiosity-roveren i 2012). Dette gir Mars One et par utfordringer framover.
Heldigvis bør NASAs tidligere suksesser og investeringer i framtidige teknologier gi oss en løsning. En mulighet er å senke hastigheten til fartøyet ved å sende det gjennom Mars’ atmosfære. Luftmotstanden vil redusere fartøyets baneenergi. For det andre kan oppblåsbare aerodynamiske deseleratorer brukes. Disse er for tiden under utvikling og utvider seg til å bli en stor, lett, varmebestandig kropp som ytterligere bremser ned fartøyet.
Noen rakettselskaper ser også på muligheten for å lande fartøyet gjennom retroframdrift – den såkalte Buck Rogers-teknikken som går ut på å skyte rakettmotorer foran deg for å senke farten. SpaceX og NASA ble nylig enige om å dele data om supersonisk retroframdrift fra en oppskytning av SpaceXs Falcon 9 i september 2014. Denne teknologien kan testes her på Jorda, hvor Mars’ atmosfæriske forhold kan gjenskapes ved å utføre eksperimenter ved nøyaktig riktig høydepunkt. Det vil være en kombinasjon av disse teknologiene som gjør at Mars One kan lande på overflaten.
Vil du trenge andre støtteoppdrag?
Absolutt. En av styrkene til Mars One-konseptet er at det vektlegger infrastruktur – det er ikke et oppdrag med én oppskytning og ett formål. I 2018, seks år før det første mannskapet sendes opp, vil det bli skutt opp to kommunikasjonssatellitter – én rundt Sola og én rundt Mars – slik at konstant kommunikasjon mellom Mars og Jorda blir mulig. Laserkommunikasjon, en ny NASA-utviklet teknologi, vil øke hyppigheten av dataoverføringene. Et testoppdrag rundt denne tiden kan også teste noen av landingsprosedyrene. Fra 2020 til 2024 vil det bli skutt opp en fortløpende serie av oppdrag for å utforske landingsstedet, sette opp området for menneskelige bosteder og samle ressurser som regolitt, oksygen og vann. Disse innledende forberedelsene vil bety at de første kolonistene har et sted å hvile og akklimatisere seg når de endelig kommer fram.
Hva burde en lege på VEI til Mars være mest bekymret for?
En lege som er med på Mars-oppdrag, vil ha nok å gjøre. Forebygging er alltid bedre enn å kurere, så det vil være viktig at mannskapet holder seg friske, ved å sørge for at de spiser et riktig kosthold, holder seg til et treningsprogram og generelt tar vare på seg selv. Men en lege ville være ansvarlig for å gi helsetjenester dersom et medisinsk nødtilfelle skulle oppstå. Legen må være alt fra allmennlege til anestesilege og kirurg, noe som vil være vanskelig å oppfylle med én person. Og det er mye der oppe som er reelle trusler: effekten av vektløshet, risikoen for dekompresjonssykdom i løpet av romvandringer, den intense strålingen utenfor Jordas beskyttende magnetfelt samt mikrometeoroider.
Den største livsfaren er imidlertid verken sykdom eller traumatisk skade. Astronautmannskapet er valgt ut for å sikre at astronautene som reiser, er i toppform. Romfartøyet og alle aktiviteter som foregår inni det, er utformet for å utsette mannskapet for lavest mulig risiko. Det daglige livet vil være langt tryggere enn i et gjennomsnittshus: Du kan ikke falle ned en trapp, det er vanskelig å starte branner, og det er nesten umulig å gi deg selv elektrisk støt. Det som faktisk vil være mest bekymringsfullt for en lege, er at mannskapet fyker gjennom rommet, drevet av raketter med det eksplosive potensialet til en liten atomrakett. Det er ikke medisinen du trenger å bekymre deg for, det er rakettvitenskapen. Vi har aldri mistet et medlem av mannskapet på et romoppdrag. Enten fungerer teknologien og alle overlever, eller den gjør ikke det og alle dør.
Hva skjer med menneskekroppen etter et år på mars?
Mars er ikke et mer vennlig sted for liv å befinne seg enn det tomme rommet som mannskapet må krysse for å nå planeten. Den røde planeten er mindre enn Jorda og lenger unna Sola, med en tynn atmosfære som nesten utelukkende består av karbondioksid. Så når mannskap kommer dit, vil de være helt avhengige av en rekke livsstøttesystemer, og de vil være tvunget til å leve i bosettinger som er tilstrekkelig beskyttet mot stråling. Men den reduserte tyngdekraften vil være det aspektet ved livet på Mars som vil forme fysiologien mer enn noe annet.
Astronauter som bor på Mars, vil oppleve omtrent en tredjedel av Jordas tyngdekraft. Etter mer enn 50 år med menneskelig romfart vet vi at vektløsheten har effekter på menneskekroppen. Bein og muskler svekkes raskt, og hjertet, som selv er en muskel, vil også bli svakere. Men også andre systemer påvirkes. Hånd–øye-koordinering blir svekket, immunsystemet blir undertrykt, og astronautene kan bli anemiske. Langvarig vektløshet kan transformere idrettsutøvere til sofagriser veldig raskt.
Det vi ikke vet med sikkerhet, er hvor alvorlige disse effektene vil være på Mars. På Mars er det i det minste noe tyngdekraft, men det er uklart om det er nok til å beskytte astronautens biologi. Vi har studert hundrevis av mennesker som har tilbrakt tid i vektløs tilstand i mange år, men bare tolv personer har opplevd den reduserte tyngdekraften på overflaten av en annen verden: Apollo-mannskapene som landet på Månen. Og det gir oss ikke nok informasjon til å vite hvor alvorlig problem det er å skulle leve på Mars med en tredjedel av Jordas tyngdekraft.
Inntil videre vil en kombinasjon av legemidler, kontrollert kosthold og strenge treningsregimer være måter for mannskapet å motvirke effektene av å leve på en planet med redusert tyngdekraft. Enkelte myndigheter har foreslått bruk av kortermede sentrifuger med radius på rundt 3 meter og rotasjonshastighet på 40 omdreininger i minuttet for å gi en kortvarig følelse av kunstig tyngdekraft på overflaten. Men det er ennå ikke kjent hva den beste metoden er for å holde seg frisk. Det som er sikkert, er at utforskningen av vår nærmeste planetariske nabo vil vise seg å være en utforskning av menneskets grenser.
