Mars One

[mars76]

Uczestnicy Mars One zginą
9 godzin temu Krzysiek Dzieliński Komentarze (14) Uczestnicy Mars One zginą

Holenderska organizacja Mars One już w 2022 roku chce rozpocząć najbardziej ambitną misję w historii ludzkości - chce wysłać kolonistów na Czerwoną Planetę. Cały czas twierdzi ona, że obecna technologia powinna to umożliwić, lecz nie zgadzają się z tym naukowcy z MIT. Opublikowali oni raport, z którego wynika, że koloniści Mars One po prostu umrą jeśli nie zostaną wprowadzone w planie misji kosztowne zmiany.

Koloniści zgodnie z planem mają żyć w kapsułach i dmuchanych "namiotach" - wodę mają pobierać z gruntu i sami mają hodować swoją żywność, a rośliny dostarczać im mają tlenu. Badacze z MIT przeanalizowali to wszystko biorąc pod uwagę utrzymanie w kolonii atmosfery, uniknięcie głodu i odwodnienia, zabezpieczenia przed ewentualnym pożarem i rozszczelnieniem budynków.

Rezultaty nie są zbyt optymistyczne - pierwszy kolonista umrzeć ma już po 68 dniach na Marsie, a umrzeć ma on przez uduszenie. Problem tkwi w azocie, a dokładniej w tym, że rośliny produkujące tlen wytwarzałyby go tyle, że trzeba by go wypompowywać poza kolonię, a nie ma sposobu aby oddzielić go od zawartego w atmosferze azotu.

Oznacza to, że aby zawartość tlenu nie wzrosła do stopnia gdy pożary będą wybuchać samoistnie konieczne będzie jego odpompowywanie co nastąpi razem z azotem, który konieczny jest dla utrzymania ciśnienia wewnątrz. Doprowadzi to do sytuacji gdy w środku będzie zbyt niskie ciśnienie aby koloniści mogli oddychać, ale będzie tyle tlenu, że zagrożenie pożarowe będzie ogromne. Do tego wilgotność powietrza ma wynosić około 100%.

Inżynierowie z MIT przeanalizowali zatem scenariusze pozwalające uniknąć takich sytuacji - na przykład użycie osobnych namiotów do hodowli roślin czy zabranie z Ziemi całej potrzebnej żywności. Kosztowałoby to jednak o wiele więcej, jako że z Ziemi trzeba by zabrać o wiele cięższy ładunek. Wymagane byłoby odpalenie 15 rakiet SpaceX Falcon Heavy co kosztowałoby ponad 4 miliardy dolarów.

Cała misja staje zatem pod znakiem zapytania, bowiem całkowity budżet Mars One wynosi około 6 miliardów dolarów. Bas Lansdorp - szef i założyciel projektu Mars One - twierdzi jednak, że naukowcy z MIT się mylą i nie mają wystarczających danych. Według niego zastosowanie zwykłych medycznych koncentratorów tlenu rozwiąże przedstawione w analizie problemy.

Źródło: Quartz

[ekoplaneta]

marsie 76 spoko. Nikt na Marsie nie zginie, przynajmniej przez kolejną dekadę, bo jak na razie nie zanosi się na załogową wyprawę na Marsa.

A tak na przyszłość. Nadmiar tlenu, zawsze można wykorzystać jako utleniacz do paliw rakietowych dla marsjańskich pojazdów, co sugerował Zubrin. Tyle, że w planie Mars Direct tlen miał mieć inne pochodzenie 

[Borys]

Rezultaty nie są zbyt optymistyczne - pierwszy kolonista umrzeć ma już po 68 dniach na Marsie, a umrzeć ma on przez uduszenie. Problem tkwi w azocie, a dokładniej w tym, że rośliny produkujące tlen wytwarzałyby go tyle, że trzeba by go wypompowywać poza kolonię, a nie ma sposobu aby oddzielić go od zawartego w atmosferze azotu.

Jak to nie ma? Istnieje mnóstwo metod separacji azotu i tlenu - chociażby przez kriogeniczną destylację, adsorpcję zmiennociśnieniową, adsorpcję zmiennopróżniową itp. Najprostszą metodą poradzenia sobie z nadprodukcją tlenu przez rośliny byłoby spalanie nadmiarowej biomasy. Tak regulowano poziom tlenu w radzieckim eksperymencie BIOS-3.

[kanarkusmaximus]

Autor artykułu zapomniał dodać, że "nie ma" w kwestii niskoenergetycznej - po prostu Marsjano-łanowcy będą musieli wszystko mocno oszczędzać.

Spalanie nadmiarowej biomasy jest dobrym pomysłem, ale czy wewnątrz namiocików można zrobić kominek?

[kanarkusmaximus]

Świetne AMA dotyczące wyników studiów przeprowadzonych przez ekipę z MIT odnośnie Mars One:
http://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2ivo0t/we_are_the_authors_of_the_mit_mars_one/

Jest tam też odpowiedź odnośnie Borysowego zdania o separacji tlenu i azotu:

Our analysis showed that technology development is required to address new challenges - including O2 removal, ISRU, and spares manufacturing - that have no flight heritage. We do need to gain that flight heritage, but Mars may not be the appropriate location for a first step, since rescue is extremely difficult.

Więc technologie sobie mogą być na Ziemi, ale nie do końca wiadomo jak się zachowają w warunkach obniżonej/zerowej grawitacji. Ciekawy przykład tam podano:

A really good example is the development of the urine processor assembly (UPA) for the ISS. Initially when it was developed on Earth, engineers at NASA MSFC tested the system with their own urine and found the system to be capable of recovering 90% of water from urine. When this was flown in space however, problems immediately occurred. It was found that the bone density loss of the astronauts caused by microgravity increased the concentration of calcium within the crew’s urine, which in turn precipitated on the UPA equipment, causing it to failure. The only way to identify this problem was by testing it within the relevant environment. There are so many unknowns, and in space systems, everything operates in a tightly coupled environment. This means that although something seems to operate simply in isolation, there is a potentially large set of unexpected outcomes when integrated with the rest of the system.

I jeszcze odnośnie zabaw z ogniem (no prawie , ale pokazuje złożoność problemu):

Good suggestion, though burning H2 inside the atmosphere is extremely dangerous. Current electrolysis systems onboard the ISS electrolyze water inside a sealed dome to contain potential explosions.

Ekipa MIT ładnie wykazała w swojej publikacji, że po prostu nie ma dziś technologii, które można by zastosować przy ludzkich osadach na Marsie. Niektóre naziemne technologie możliwe że są, ale ich "transformacja" do kosmicznej/marsjańskiej formy jest trudna i będzie wymagać bardzo rozważnych etapów testów oraz demonstracji.

[kanarkusmaximus]

I jeszcze link do źródełka:
http://web.mit.edu/sydneydo/Public/Mars%20One%20Feasibility%20Analysis%20IAC14.pdf

[Rafał]

Wiecie co... Na film o kosmosie ("Grawitacja") wydano więcej pieniędzy niż na marsjańskiego orbitera (MOM) - czy to was nie zastanowiło w kontekście Mars One? Skoro na rozrywkę wydaje się tyle pieniędzy (i zwracają się z nawiązką!) to może połączenie kosmosu z rozrywką/show/popkulturą jest receptą na coraz mniejszy budżet NASA i Roskosmosu?

Firma Endemol - ona wykreowała Big Brothera - w 2000 roku została sprzedana za 7 miliardów dolarów.

Teraz autorzy Mars One mogą sobie bajać, a wy możecie ich karać i pluć na to, że czegoś nie wiedzą. Jak dla mnie to bezcelowe i lepiej ten czas poświęcić na coś bardziej kreatywnego, bo przy odpowiednim budżecie zawsze znajdzie się ktoś z odpowiednią wiedzą, kto będzie potrafił wykorzystać te pieniądze. A podejrzewam, że marsjański odpowiednik BB zainteresowałby kilka razy więcej osób, a może nawet i cały świat. Pomnóżcie 7 miliardów dolarów kilka razy - z tego naprawdę może być coś ciekawego.

Albo po prostu ponosi mnie optymizm.

[JSz]

Teraz autorzy Mars One mogą sobie bajać, a wy możecie ich karać i pluć na to, że czegoś nie wiedzą. Jak dla mnie to bezcelowe i lepiej ten czas poświęcić na coś bardziej kreatywnego, (...)

Czy dobrze zrozumiałem, że apel o "poświęcenie czasu na coś bardziej kreatywnego" kierujesz do forumowiczów? Rafale, nasze Forum to grupa hobbystów, choć po części o profesji astronautycznej lub zbliżonej, a nie zarząd bogatej firmy ani decydenci polityczni.

Nie zauważyłem, by ktoś w tym wątku "pluł" na MO, ale inicjatywa była dość mocno krytykowana, to fakt. Przede wszystkim za wykorzystywanie naiwności kandydatów, na których np. wymusza się szukanie sponsorów, a przede wszystkim składa się obietnice, które nie mogą zostać zrealizowane.

Mariaż nauki z rozrywką, która ma znacznie większe fundusze, nie jest odkryciem, można chociażby przypomnieć działalność Camerona. Ale technologie to nie tylko duże pieniądze, chociaż w ogromnym stopniu tak, ale także możliwości techniczne, materiałowe. Ile lat prac i testów zajmują proste zdawałoby się sprawy, przynajmniej w porównaniu z ekspedycją marsjańską, jak wysłanie kogoś kapsułą na LEO na kilka godzin. A prace nad nowymi napędami? Pewnych rzeczy nie przeskoczy się.

Jeśli MO zaczyna od robienia pieniędzy, by potem ewentualnie zastanawiać się, czy można coś z nimi robić, to nic z tego nie wyjdzie. Na ogół sukces jeśli odnosi się, to wtedy, gdy ktoś najpierw wie, czego chce, a potem zaczyna szukać pieniędzy. Mimo to na pewno każdy z forumowiczów chciałby, by MO odniósł sukces, ale dlaczego nie mielibyśmy mieć prawa oceniać szans na to?

[Adam.Przybyla]

... wiecei. to juz probowali komunisci, pragmatyzm i zalozenie ze ludzie to zrozumieja,, ze kasa powinna isc na powazne projekty, kosmos  czy co tam jeszcze, a nie np. na nowe opery mydlane,.   okazalo sie, ze nie za bardzo, ludzienienie  zrozumieli ;-) Widac, ze albo sie na czym zarabia albo dodaje do tego show - inaczej sie nie da;-) Z powazaniem
                                                 Adam Przybyla

[Borys]

Świetne AMA dotyczące wyników studiów przeprowadzonych przez ekipę z MIT odnośnie Mars One:
http://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2ivo0t/we_are_the_authors_of_the_mit_mars_one/

Jest tam też odpowiedź odnośnie Borysowego zdania o separacji tlenu i azotu:

Our analysis showed that technology development is required to address new challenges - including O2 removal, ISRU, and spares manufacturing - that have no flight heritage. We do need to gain that flight heritage, but Mars may not be the appropriate location for a first step, since rescue is extremely difficult.

Bardzo cieniutki argument, przynajmniej w kontekście separacji gazów. Wymienione powyżej metody bazują na zjawiskach niezależnych od grawitacji, takich jak zmiana stanu skupienia czy adsorpcja.

I jeszcze odnośnie zabaw z ogniem (no prawie , ale pokazuje złożoność problemu):

Good suggestion, though burning H2 inside the atmosphere is extremely dangerous. Current electrolysis systems onboard the ISS electrolyze water inside a sealed dome to contain potential explosions.

Kolejny przykład argumentu na siłę. Pomijając już to, że wodoru nie trzeba spalać w postaci otwartego płomienia (ogniwa paliwowe robią to prawie na zimno), to spalanie jednego gazu w drugim nie jest w żadnym wypadku poważnym wyzwaniem. Takie rzeczy robi się na lekcjach chemii.

[kanarkusmaximus]

Oj Borysie, bo się pogniewamy. Pierwszy raz widzę, abyś zrobił takie podstawowe błędy! 

Rozpocznijmy od skali TRL - po prostu musisz mieć do marsjańskiej misji coś na TRL minimum 7, żeby być pewnym, że nie nawali i nie będzie wymagać zaawansowanego sprzętu do dosłania w trybie natychmiastowym z Ziemi.

Piszesz tu o prostym zjawisku fizycznym, ale jak dochodzi do wersji technologicznej, gdzie user przed oczami ma pudełko ze sprzętem, którego stan musi znać, kontrolować i najlepiej przewidzieć zbliżającą się awarię. Tutaj jest wiele schodów - i dlatego mówimy o różnych "heritedżach" czy "spejs-kłalifajd", o czym z pewnością wiesz. A to wszystko to nie jest przysłowiowy tydzień, by zbudować w pełni gotową jednostkę do pracy na kilkanaście lat z dużą niezawodnością. Czy kumasz ten problem, który postawili ludzie z MIT?

H2, ogniwa paliwowe czy spalania - hmm - jak na razie ogniwa paliwowe (a coś o tym wiem - nieco tych naziemnych macałem) raczej nie mają na tyle dużej niezawodności, szczególnie w aspekcie długoterminowym czy serwisowym, by na poważnie je brać pod uwagę na Marsie. Rozumiem, że to dałeś jako taki "pierwszy z brzegu" przykład, ale sam "czysty płomień" też jest pewnie problemem w mega zamkniętych i ograniczonych przestrzeniach - od choćby od technicznej kwestii kontroli dopływu (a co się stanie "jak beknie" przepływ wodorki) poprzez różne składy (czysty H2, o czym pewnie wiesz, to najprostsza sytuacja, jak się różne związki węgla pojawią to się jaja zaczynają na setki wykresów) aż po takie trywialne kwestie jak trening załogi. Jak na razie płomienie na orbicie to chyba jedynie były kontrolowane na maciupcich wartościach i krótkich okresach czasu (przypominają mi się eksperymenty na STS-107 czy ISS), więc znów zbyt wielkiego "heritydż" nie ma.

Czyli - wszystko sprowadza się nie do zjawisk fizycznych albo chemicznych ale do poprawnej kontroli tych procesów. Nie chciałbyś, żeby ekipa na Marsie powiedziała w pewnym momencie "ups, chyba się nie udało", po czym czarny dym by spowił kabinę, choćby dlatego, że okazało się, że jakieś kable od izolacji tracą swoje właściwości w takiej atmosferze... Chyba się zgodzimy, że dużo w tej układance elementów składowych, które trzeba by sprawdzić, by móc przeprowadzić owe proste procesy fizyczne? O tym właśnie jest praca gości z MIT.

[Borys]

Pierdu pierdu. Gdyby mowa była o złożonej technologii (a takich w pierwszej misji załogowej będzie sporo), testy na Marsie (albo na orbicie) byłyby jak najbardziej wskazane. MITowcy przyczepili się jednak do dziewiętnastowiecznej techniki separacji gazów, której nie robi różnicy, czy separator stoi prawidłowo, na boku, czy do góry nogami. Mowa o standardowych rozwiązaniach, stosowanych na skalę przemysłową od dziesięcioleci. Podobnie ze spalaniem wodoru - przy spalaniu w zamkniętym pomieszczeniu istnieje zagrożenie pożarem, ale wodór spalać potrafimy - jest to banalnie proste i nie wymaga wysyłania specjalnych demonstratorów na Marsa.

[kanarkusmaximus]

Ale przecież nie ma takiego separatora dla Marsa. A jeśli jeśli, to czy możesz go pokazać, z zastrzeżeniem, że to minimum TRL=7? Nie chodzi t o zjawisko, a o rozwiązanie technologiczne na wysokim TRL.

To, że coś jest stosowane na skalę przemysłową od dziesięcioleci (czyli wiele różnych rozwiązań o TRL=9 i jeszcze więcej o niższym TRL) nie oznacza, że w specjalistycznych "niszach" jest również TRL=9. Wręcz przeciwnie, może być TRL na niziutkim poziomie i wymagać jeszcze wielu lat dedykowanego rozwoju, nawet w prostym sofcie operującym danym separatorem.

Oczywiście, że spalanie wodoru nie wymaga demonstratora na Marsie, aczkolwiek demonstrator zminiaturyzowanej i lekkiej jednostki, która by się tym zajmowała w sposób ciągły, niezawodny i bezobsługowy przez kilkanaście lat po prostu nie ma. To jest ogromna różnica.

[Borys]

Ale przecież nie ma takiego separatora dla Marsa. A jeśli jeśli, to czy możesz go pokazać, z zastrzeżeniem, że to minimum TRL=7? Nie chodzi t o zjawisko, a o rozwiązanie technologiczne na wysokim TRL.

Co to znaczy "dla Marsa"? Separator pracowałby wewnątrz stacji/kolonii, w warunkach jak najbardziej ziemskich (temperatury i ciśnienie). Jedyną różnicą w stosunku do Ziemi byłoby niższe ciążenie, ale ono akurat nie wpływa na proces separacji.

Oczywiście, że spalanie wodoru nie wymaga demonstratora na Marsie, aczkolwiek demonstrator zminiaturyzowanej i lekkiej jednostki, która by się tym zajmowała w sposób ciągły, niezawodny i bezobsługowy przez kilkanaście lat po prostu nie ma. To jest ogromna różnica.

Ciągły, niezawodny i bezobsługowy? Przecież na miejscu byliby ludzie.

[kanarkusmaximus]

Borysie - po prostu same błędy. Widać, żeś teoretyk, ni inżynier.

"Dla Marsa" - znaczy się dla warunków kolonijnych, gdzie wszystkie feedlines, filtry, sensory, "oczyszczacze", "zasysacze" itp itp by działały w sposób odpowiedni dla tego zastosowania? Czy jesteś absolutnie pewien, że każdy elemencik, łącznie z ruchomymi pompeczkami, jakimiś tam elementami wymagającymi smarowania, czy filtrami wyłapującymi różne mniejsze i większe zanieczyszczenia będzie tam dobrze działać? Nawet na Ziemi w nowych zastosowaniach takiej pewności ni ma.

Wydaje mi się, że lista wymagań by była dość duża - i to ma związek ze wspomnianym przez MIT "flight heritage" i tej "jedynej różnicy", którą dość trudno symulować na Ziemi czy w jej otoczeniu, co mega utrudnia prace zaledwie przy TRL=5.

Ciągły, niezawodny i bezobsługowy? Przecież na miejscu byliby ludzie.

I jesteś pewien, że naprawią każdą awarię "na czas" albo będą przeznaczali dużą część czasu na naprawę tego jednego systemu? Nie byłbym taki pewien...  To już przerabiano na ISS, skąd jak na razie dość marne wnioski, co też jest właśnie w tej publikacji MIT.
Tu mocno warto zauważyć, że takich "niezawodnych i bezobsługowych" systemów, które muszą pracować "ciągle" w przypadku wypraw załogowych jest po prostu bardzo dużo. Układ odzyskiwania wody, podtrzymania życia, telekom, recycling kupy i mniej stałych odchodów, zasilania - to tak z głowy strzelam. Pewna ilość części zamiennych poleci z pewnością w misji, niektóre mogą być produkowane lokalnie (sporo się mówi o druku 3d, który in space ma właśnie niski poziom TRL, można strzelać, że TRL=4 dla mikrograwitacji dopiero), ale bez wątpienia wiele trzeba będzie bezpośrednio sprowadzać z Ziemi.
No, albo uprościć konstrukcję, ale zazwyczaj wiąże się to z większą masą, niższymi osiągami (znów większa masa) i potencjalnie częstszą wymianą jakiś "aktywnych" elementów (np filtry = proces oczyszczania albo znów część zamienna) albo wziąć drugą jednostkę (tak jak np układ chłodzenia na ISS). Może jednak na to zabraknąć miejsca w maciupciej kapsule lądującej na Marsie. Dlatego też można strzelić bez większej wtopy, że okres bezawaryjnej i bezserwisowej pracy wszelkich krytycznych/ważnych dla życia urządzeń musi być długi, strzelam, że rzędu lat. Tego nie ma i pewnie o jakiejś cwanej formie demonstracji trzeba będzie pomyśleć.

Najbliższą analogię do tej sytuacji (poza ISS) jaką widzę, to bazy na Antarktydzie albo łodzie podwodne, jednak tam jest znacznie większy "budżet masowy" na części zamienne oraz wykwalifikowanych rąk jest więcej. Zatem niezawodność może być niższa.

Mam wrażenie, że zaczynamy wchodzić w dyskusję rodzaju Sheldon vs Howard. Pytanie - czy jest sens?