前回の記事でお話しましたが、他の惑星に植民地化するさまざまな方法。しかし、今日ではまだ目標には程遠いので、これらの解決策のより現実的な描写を試みたいと思います。
まだまだ非常に長い旅路です
私が提示した最初の解決策は、すでに居住可能な惑星への旅に関するものでしたが、この解決策の問題は何よりも旅そのものにあります。私の例では、到達する惑星としてグリーゼ 581-D を採用しました。この解決策で生じる最初の問題は距離の問題です。最速の探査機で今日グリーゼに到達するには 10 万年かかります。それで研究者の目標は、より短い時間で私たちをこの惑星に推進できるエンジンを見つけることです
従来のロケットのエンジンはジェットエンジン、つまり流体（気体または液体）を後方に噴射し、その反作用によってエンジンに取り付けられた車両に同じ力で逆方向の推力を前方に伝達する機械です。ロケット エンジンには、車体に完全に蓄えられている物質を放出するという特殊性があります。このタイプのエンジンは自給自足できるため、ロケットに使用されます。それは大気のない環境でも動作でき、(特にミサイルのように) 非常に高速に達することができます。しかし、このエンジンには大きな欠点があり、すべての燃料を搭載する必要があります。
次の方程式を考慮する必要があります。食料、水、加圧酸素、トイレ、人々、および持ち去られる最低限の物品の質量は、移動に使用するガソリンの重量の最大 2 倍に等しくなければなりません。トリップ (最初の m = 2*ガソリンの m)。ミッションの規模を考慮すると、旅行に必要な燃料の量は数千トン以上になるでしょう。これが、この旅にジェット エンジン以外のエンジンを使用する必要がある理由です。エネルギー消費が少なく、何よりも占有スペースと質量が少ないエンジンです。
どのモーターを使用すればよいですか?
現在、これらの期待に応えられるエンジンはほとんどないようですが、それに近いエンジンもいくつかあります。イオン推進エンジン（探査機や人工衛星に使用）は、イオンを超高速で放出することで速度を生み出すエンジンです。イオンエンジンでは、燃料は燃焼されませんが、イオン化されます。その後、放出されたイオンは、高度に帯電した 2 つのグリッドを通過し、加速を受けます。イオンの加速力は反対方向の反力を引き起こし、これがイオンエンジンの推進力となります。。このタイプのエンジンは燃料に関する大きな問題を解決しますが、今日では推進力が低くなります。
もう一つの革新的なエンジンが出現しているようです:EM ドライブです。燃料を必要としないマイクロ波推進システムです。このエンジンが使用するマイクロ波の発生には太陽エネルギーも利用できるため、燃料は必要ありません。。一方で、現時点では非常に弱い推力しか発生しません。
一方で、新しいエンジンの開発には非常に費用がかかり、長い科学的研究が必要であり、多数の人類を地球に送り届けたい場合は、宇宙でしか組み立てられない大型のシャトルを建造する必要があります（質量が大きいと地球の引力により離陸が不可能になるため）、今日私たちが絶対に習得していない技術です。
したがって、今日、私たちは太陽系外の惑星への植民地化からは非常に遠い状況にあります。その距離は、より高度なエンジンやロケットの組み立てや資金調達が困難であることを意味します。。
ラ・テラフォーメーション
残念ながら、私たちはまだ火星に行くことができていないため、実現可能になるのは非常に遠い将来です。したがって、この植民地化の実現可能性を検討する前に、火星旅行の実現可能性に関心を持たなければならないことは明らかです。
火星への無人飛行はすでに成功裏に実施されており、特にNASAが3年ちょっと前に打ち上げたキュリオシティミッションはその例である。キュリオシティはローバー（他の惑星を移動する乗り物）を使った火星探査ミッションです。このロボットは火星に着陸し、生命の出現に適した環境が存在するかどうかを調査し、鉱物組成を分析し、探査地域の地質を調査し、火星の地表に届く気象や放射線に関するデータを収集します。。ミッションの期間は当初、1 火星年、つまり約 669 ソル (火星の太陽日) または 687 地球 (太陽) 日に設定されています。この探査車は過去に火星の表面に水が存在することを実証しており、現在は有人による火星の探査の準備を目指している。
しかし50年間、いくつかのプロジェクトが考えられてきたものの、有人飛行は成功しておらず、火星は依然として宇宙飛行士を待っている。
机上では、宇宙飛行士を火星に送るという使命は非常に単純に思えます。宇宙飛行士たちは、2つの惑星が最も接近したときに船に乗って旅を開始し、6か月強の旅で赤い惑星の郊外まで向かうことになる。彼らは船を火星の周回軌道上に停泊させ（地球を周回するISSと同じように）、小さなカプセルに乗り込んで生息地の船に到達し、そこから火星の地表に向かう道を進むことになる。宇宙飛行士たちはそこに1年半滞在し、小型で非常に軽いモジュールのおかげで再び出発し、火星の引力から簡単に離脱して元の船に戻り、最終的に地球に帰還することになる。 NASAはすでに2040年までに火星の表面に行く計画を立てているが、残念ながら多くの問題に直面することになるだろう。
火星への非常に制限されたミッション
最大の挑戦は間違いなく火星に到来するようだ。確かに、前に見たように、大気は非常に弱く、シャトルは大気のブレーキ効果の恩恵を受けることができません。したがって、全速力で到着するシャトルにとって、旅のこの部分は特にデリケートで危険です。 」キュリオシティ探査機の重量は 900 kg で、私たちが想像できる限界に達していました。一方、ここでは 20 ～ 40 トン、あるいは 100 インチについて話しています。協会の創設者であるリチャード・ハイドマン氏によると、火星。現在の技術はこのような質量にブレーキをかけるのにはまったく適しておらず、この問題を解決しない限り、有人宇宙船を火星に着陸させることはできません。
さらに、ロケットの推進に関しては依然として多くの議論が引き起こされています。一方で、化学推進エンジンを使用した場合、ロケットの質量が大きすぎます。燃料は 12 か月の飛行 (1 往復) に必要となり、そのような質量では着陸はさらに困難になります。 。しかし、原子力推進エンジンを使用することは今日では不可能です。なぜなら、私たちはその製造方法を知らないからです。。リチャード・ハイドマンは次のように要約しています。化学推進を選択すると、原子力推進システムの開発コストが節約されます。一方、原子力はより高速な移動を可能にし、輸送する質量を節約することができ、その結果、運用コストが削減されます。。」
乗組員が太陽風にさらされるという別の問題も発生しているようだ。プローブが測定した放射能を分析した後、好奇心地球と火星間の旅行中に収集されたデータは、この種の旅行は太陽風の危険に非常にさらされることを科学者が示しました。実に、約1年に渡る往復旅行の中で、宇宙飛行士は660ミリシーベルト（mSv）を超える線量を受けることになる。それに比べて、原子力労働者が年間 20 ミリシーベルトを超える被ばくを受けることはほとんどありません。このような旅をする宇宙飛行士は、より高いがんのリスクにさらされることになります（100ミリシーベルトの基準を超えると、がんのリスクは大幅に増加します）。したがって、CNESの太陽系探査プログラム責任者フランシス・ロカール氏は次のように述べているように、対策を講じるべきである。おそらく、カプセルには、太陽フレアが発生した場合に乗組員が避難できる、ある種の装甲トランクが備えられているはずです。」。したがって、すでに高いカプセルの重量はさらに増加することになる。
旅と駐機は2～3年かかるため、宇宙飛行士は食料、水、空気を自力で補給できる必要がある。利用可能なオプションは 2 つあります。1 つはできるだけ多くリサイクルする (理想的には 100% まで)、もう 1 つは現場ですべてを生産して持ち出しを最小限に抑えることです。食べ物は船上で栽培された作物を使用して現地で生産する必要があります（照明はランプを使用して屋内で生成されます）。水と空気はどちらも生成できないため、可能な限りリサイクルする必要があります。。この水は、私たちの尿やトイレから出る水だけでなく、調理や個人の衛生に使用される水も処理する機械を使用してリサイクルされます。空気は植物や細菌によってリサイクルされ、呼吸時に排出される二酸化炭素を酸素に置き換えます。最も良いのは、食物を生産する植物と同じ植物を使用することです。地球への帰還は不可能であるため、少しでも欠陥があると修理が不可能になるため、各機械や製品を注意深くチェックする必要があります。(モデルを使用して欠陥のあるツールを再現できる 3 次元印刷技術を使用しない限り)。
今日、私たちはこれらすべてからはまだ遠く離れています。バイオスフィア2などの自給自足実験は大失敗に終わった。バイオスフィア 2 は、アリゾナ州の砂漠にあるオラクルにある閉鎖的な人工生態系を再現するために建設された実験場です。火星で自給自足的に生活することが可能かどうかを確認するために作成されたこのプロジェクトは、炭素の急激な増加と月あたり 0.5% 以上の酸素の減少という残念な結果に終わり、火星での生活を保証するバランスを見つける可能性はありませんでした。安定性。この減少は、土壌に住み着いた微生物が大量の二酸化炭素を放出したことが原因ではないかと考えられています。
これらのテストは、現在のテクノロジーが資源の自律性の点でまったく最新ではないことを示し、生態系を制御することの難しさを浮き彫りにするというメリットがありました。
しかし、これらの純粋に技術的な限界を超えると、いくつかの心理的な問題が残ります。確かに、宇宙飛行士は過酷な肉体訓練を覚悟した専門家ではありますが、依然として人間よりも優れています。人間は社交的な動物であるため、長期間の孤独の中でうつ病や狂気に陥る人を見かけることは珍しくありません。ロックダウンは一週間も耐えられる人はほとんどいないでしょうから、一年中閉じ込められるのは非常につらい経験となるでしょう。
火星への往復旅行をシミュレートするために、異なる国籍の6人がロケットのような居住地で500日間を過ごすプログラムであるマーズ500など、地球上で何件かの実験が無事に行われたが、支配的な孤独感は、地球から5,500万キロメートル離れた旅の間、非常に強い影響を受けるでしょう。アメリカの宇宙飛行士ノーマン・サガートは、115日間の4回目のミッションから帰還した際にこう述べた。監禁、孤立、ストレスが飛行中の最大の課題でした。」地球は彼の足元にありました。火星への旅の間、宇宙飛行士たちは青い惑星を見るのに苦労するでしょうが、これは彼らに、少しでも大きな問題があれば帰還は不可能であることを常に思い出させます。さらに、未知への恐怖もあり、約 2 年間お互いをサポートしなければならないさまざまな国の宇宙飛行士のグループにおそらくかなりの緊張が生じるでしょう。
最後に、最後の点は、依然として最も重要な点の 1 つですが、資金調達と国際同盟の問題です。火星への旅行には、新しい発射装置の開発を含む必要な技術の開発とテストに約1,000億ユーロの費用がかかると想定されています。ロケットの重量が非常に大きいため、1 機のロケットの打ち上げには 100 億ユーロから 200 億ユーロの費用がかかります (NASA は地球から 25,000 トンを打ち上げ、地球低軌道で 1,024 トン、火星では 80 トンを打ち上げる予定です)。今日、国家が宇宙征服に投入する予算は、火星に行くには明らかに不十分です。
終了するには...
現在、1 基のロケットの開発と打ち上げにかかるコストは、世界中の宇宙関連団体の予算を合わせた 3 年分に相当します。。したがって、この使命には世界のすべての国の連合が必要となるでしょう。しかし今日、このプロジェクトに関する各国の声は聞かれることさえありません。しかし、宇宙征服を専門とするエンジニアのジャック・ヴィラン氏は、次のように思い出させてくれます。現在、宇宙飛行士が目的地となり得る唯一の国際宇宙ステーションは、その寿命を迎えることになる。そうなると、有人宇宙飛行のための新たな具体的なプログラムを決定する以外に解決策はない。。そして、火星がまだ未開の距離でわずか5,500万キロメートルに広がり、ほぼ無限の資源と開発用地があるときに、宇宙飛行士が3番目の宇宙ステーションを建設したり、月面基地を建設したりするのを見るのは困難です。
したがって、火星への旅は、私たちが持っていない特定のテクノロジーが関係しており、経済的にも心理的にもまだ準備ができていないため、今日では非常に複雑に見えます。したがって、今日、他の惑星を植民地化するという解決策は魅力的に見えますが、その実行ははるかに複雑であり、私たちはそれを達成するのにはほど遠いです。したがって、私たちは小さな石を大切にすることが、より実行可能で持続可能な解決策ではないのかと疑問に思うことがあります。
