Martian Outpost: The Challenges of Establishing a Human Settlement on Mars

Mars Outpost بینش دقیقی از فناوری‌های مختلف، معماری‌های مأموریت، الزامات پزشکی و آموزش‌های لازم برای ارسال انسان به مریخ ارائه می‌دهد. این برنامه بر اهداف و منافع ماموریت، و خطرات و پیچیدگی‌هایی که با یک برنامه کلی اکتشاف سیاره که شامل چندین سفر و ایجاد حضور دائمی در سطح می‌شود، ترکیب می‌شود.

بخش اول پیش زمینه ای برای ارسال یک ماموریت انسانی به مریخ ارائه می دهد. قیاس هایی با اکتشافات اولیه قطبی و سفرهای شاکلتون، آموندسن و ماوسون انجام شده است. طرح‌های بین سیاره‌ای آژانس فضایی اروپا، ناسا و روسیه، از جمله امکان پیوستن یک یا چند کشور برای ارسال انسان به مریخ مورد بررسی قرار می‌گیرند. معماری‌های ماموریت فعلی، مانند صورت فلکی ناسا، شفق قطبی ESA، و مستقیم راس تیرنی، توصیف و ارزیابی می‌شوند.

بخش بعدی به چگونگی رسیدن انسان به سیاره سرخ می‌پردازد که با آماده‌سازی خدمه آغاز می‌شود. نویسنده آنالوگ های مختلف را برای درک مشکلاتی که فضانوردان مقیم مریخ با آن مواجه خواهند شد، بررسی می کند. فصول اضافی سخت افزار حمل و نقل لازم برای پرتاب 4-6 فضانورد در مسیر بین سیاره ای به مریخ، از جمله مهندسی پیشرفته و طراحی سیستم های پشتیبانی حیات مورد نیاز برای محافظت از خدمه برای بیش از یک سال در برابر تشعشعات مرگباری که در اعماق فضا مواجه می شوند را توصیف می کند. برنامه فعلی ناسا استفاده از فناوری پیشرانه شیمیایی استاندارد است، اما در نهایت خدمه مریخ از مفاهیم پیشرانه پیشرفته مانند موشک مغناطیسی تکانه متغیر، محرکه های یونی و نیروی محرکه هسته ای بهره خواهند برد.

گزینه های بین سیاره ای برای رسیدن به مریخ و همچنین مانورهای پیشرانه اصلی مورد نیاز و مسیرها و انرژی مورد نیاز برای محموله های سرنشین دار و بدون سرنشین بررسی شده است. فصلی دیگر به مشکلات پزشکی دلهره آور و اقدامات متقابل موجود برای انسان هایی که در حال عازم ماموریت به مریخ هستند می پردازد: اثرات موذیانه تشعشعات بر بدن انسان و پیامدهای مضر تخریب استخوان و عضله. انتخاب خدمه با در نظر گرفتن این احتمال قوی که ممکن است نتوانند به زمین بازگردند در نظر گرفته خواهد شد. هنوز فصل دیگری به توصیف معماری سیستم هدایت، ناوبری و کنترل، و همچنین الزامات طراحی فرودگر و وظایف و مسئولیت‌های خدمه برای فرود آمدن بر روی سیاره سرخ می‌پردازد.

بخش 3 به معماری ماموریت های سطحی می پردازد. Seedhouse مشکلاتی مانند تشعشعات، دمای شدید و چالش‌های ساخت‌وساز را توصیف می‌کند که استعمارگران با آن‌ها مواجه خواهند شد. او مفاهیم پیشنهادی برای انتقال محموله و فضانوردان در فواصل طولانی در سطح مریخ را با استفاده از سیستم های شناور مغناطیسی، سیستم های راه آهن دائمی و وسایل نقلیه پرنده بررسی می کند. در فصل ماقبل آخر کتاب، نویسنده یک معماری اکتشافی قابل تطبیق و متحرک را توضیح می‌دهد که اکتشاف طولانی‌مدت انسان در مریخ را امکان‌پذیر می‌کند و شاید آن را به مکان بعدی گردشگری فضایی تبدیل کند.

Mars Outpost provides a detailed insight into the various technologies, mission architectures, medical requirements, and training needed to send humans to Mars. It focuses on mission objectives and benefits, and the risks and complexities that are compounded when linked to an overall planet exploration program involving several expeditions and setting up a permanent presence on the surface.

The first section provides the background to sending a human mission to Mars. Analogies are made with early polar exploration and the expeditions of Shackleton, Amundsen, and Mawson. The interplanetary plans of the European Space Agency, NASA, and Russia are examined, including the possibility of one or more nations joining forces to send humans to Mars. Current mission architectures, such as NASA’s Constellation, ESA’s Aurora, and Ross Tierney’s DIRECT, are described and evaluated.

The next section looks at how humans will get to the Red Planet, beginning with the preparation of the crew. The author examines the various analogues to understand the problems Mars-bound astronauts will face. Additional chapters describe the transportation hardware necessary to launch 4-6 astronauts on an interplanetary trajectory to Mars, including the cutting edge engineering and design of life support systems required to protect crews for more than a year from the lethal radiation encountered in deep space. NASA’s current plan is to use standard chemical propulsion technology, but eventually Mars crews will take advantage of advanced propulsion concepts, such as the Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, ion drives and nuclear propulsion.

The interplanetary options for reaching Mars, as well as the major propulsive maneuvers required and the trajectories and energy requirements for manned and unmanned payloads, are reviewed . Another chapter addresses the daunting medical problems and available countermeasures for humans embarking on a mission to Mars: the insidious effects of radiation on the human body and the deleterious consequences of bone and muscle deconditioning. Crew selection will be considered, bearing in mind the strong possibility that they may not be able to return to Earth. Still another chapter describes the guidance, navigation, and control system architecture, as well as the lander design requirements and crew tasks and responsibilities required to touch down on the Red Planet.

Section 3 looks at the surface mission architectures. Seedhouse describes such problems as radiation, extreme temperatures, and construction challenges that will be encountered by colonists. He examines proposed concepts for transporting cargo and astronauts long distances across the Martian surface using magnetic levitation systems, permanent rail systems, and flying vehicles. In the penultimate chapter of the book, the author explains an adaptable and mobile exploration architecture that will enable long-term human exploration of Mars, perhaps making it the next space-based tourist location.