Planeten ligger ungefär sju månader bort i restid. Är den ett framtida hem för människan? Foto: Science Photo Library/TT /AP

Tekniken som tar oss till Mars och tillbaka – men vem vill åka?

2022-10-06 06:00  

Nasas Artemis-program är ett steg på vägen mot en bemannad färd till Mars. Riskerna med en resa till den röda planeten är många. Varför ska vi ändå åka dit?

Ania Obminska

– Det finns för många nedsidor med det här, för att ens komma på tanken. 

Orden är min kollega Viktor Krylmarks. Efter att vi har lyssnat på flera experter som förklarar hur tillvaron på, och vägen till, Mars skulle bli frågar jag honom om han skulle resa dit om han fick erbjudandet. Svaret kommer utan någon som helst tvekan. Och han är inte ensam om att reagera så, av blotta tanken på den röda planeten. 

När vi på Ny Teknik gjorde ett poddavsnitt om Mars-resor var inte någon av de intervjuade experterna intresserade av att följa med, om det skulle bli möjligt.

– No way, utbrister Ulf Berggren, grundare av projektet Rymdkunskap vars syfte är att stärka kunskapen om rymden.

Risken att dö är så stor.

– Absolut inte, säger Anna Neubeck, forskare i geokemi på Uppsala universitet, som även föreläser om att kolonisera andra planeter inom ramen för kursen ”Jordens undergång”.

Det är för osäkra förhållanden och för psykologiskt påfrestande att vara instängd, framhäver hon.

– Jag tycker att jorden är en mycket bra plats att leva på.

Den svensk-amerikanska astronauten Jessica Meir ingår i Nasas Artemis-program, där syftet i ett första steg är att genomföra en bemannad månlandning på sydpolen. I juni var hon på Sverigebesök.

Under en föreläsning på KTH i Stockholm frågar jag henne om att resa till månen, och potentiellt Mars. Hon säger att hon definitivt vill åka till månen. Men inte ens hon ger ett rakt ja på frågan om hon är beredd att resa till Mars.

Målet med Artemis-programmet är att använda månen som en språngbräda för att ta sig till Mars, förklarar hon. Men hon tror inte att detta kommer att ske under hennes karriär som astronaut.

– Det kommer att vara underbart att se och jag hoppas att det sker under vår livstid, men min gissning är att jag inte kommer att vara inblandad. Att åka till månen skulle säkerligen vara tillräckligt för mig, säger Jessica Meir.

Svensk-amerikanska Nasa-astronauten Jessica Meir ingår i Artemis-projektet där målet är att människan ska återvända till månen – och sedan ta sig till Mars. Foto: ESA/eyevine

Varför skulle någon vilja resa till Mars med tanke på alla risker som exempelvis isolering, kosmisk strålning, globala sandstormar och små mängder syre i atmosfären (drygt 0,1 procent jämfört med jordens 21 procent) innebär?

Ändå finns det de som menar att vi inte bara borde, utan faktiskt måste ta oss till planeten – och på sikt göra den mer beboelig genom att få den mer jordlik.

Bland förespråkarna finns Elon Musk, som så sent som i våras skrev att han tror att de första människorna sätter sin fot på Mars yta redan 2029.

Vad talar för ett sådant farligt uppdrag? Och vad skulle krävas för att realisera det, med livet i behåll?

Inför resan

Panoramabild av Perseverances första borrplats, tagen med strövarens bildinstrument Mastcam-Z i juli 2021. Foto: Science Photo Library/TT

Mars är en ökenplanet, med kratrar, djupa dalar och höga berg. Det kan ha funnits floder och sjöar här en gång i tiden, men inte i dag. Stenen består huvudsakligen av basalt som är täckt av damm av järnoxid, vilket har gett planeten dess röda färg. 

Redan på 1960-talet pågick intensiva diskussioner om att genomföra bemannade färder till Mars. Den tysk-amerikanske raketforskaren Wernher von Braun hade i sin bok Das Marsprojekt från 1952 lagt fram en rad uträkningar och en plan för hur det kunde gå till. Wernher von Braun var Nazitysklands främste raketforskare, efter kriget verksam i USA, och han låg bakom utvecklandet av Saturnraketerna hos Nasa.

I hans berättelse sker uppskjutningen från jorden 1985, efter att ett nytt teleskop har hittat bevis för intelligent liv på den röda planeten. Tre år senare är besättningen framme, och landningen sker med hjälp av några rymdskepp med stora vingar som kan glida ner genom Mars atmosfär. 

Nasa skulle dock snart visa att Mars atmosfär var tunnare än man tidigare hade trott, och att det inte fanns något magnetfält. Bevisen kom efter en analys av de bilder som sonden Mariner 4 hade tagit av Mars yta 1965. 

Det här slog hål på von Brauns teorier.

Wernher von Braun med president John F Kennedy vid Cape Canaveral 1963. Foto: Nasa

Under de senaste decennierna har det funnits åtskilliga projekt med syfte att ta oss till Mars. Ett av de senare som också fick mycket uppmärksamhet i medier, Mars One, var privat drivet och startades i början av 2011 av Bas Lansdorp och Arno Wielders. Deras mål var att etablera en permanent bosättning på planeten. 

Den första bemannade färden till Mars skulle ske 2025, och hela resan skulle livesändas på nätet. Det var i alla fall planen. Men i januari 2019 gick bolaget som skulle göra allt detta till verklighet i konkurs. 

Gång på gång har mänskligheten fått inse att utmaningarna med att resa till, överleva och leva på Mars under rimliga förhållanden är stora. Fast det finns också ljusglimtar.

Ett av argumenten för att vi ändå ska försöka ta oss till solsystemets näst minsta planet är möjligheten att utforska, och på så sätt kanske även lära oss mer om vår egen historia. Vi kan också få insikter som kan leda till nya innovationer som kan vara till nytta för mänskligheten. Ett annat argument är att Mars är vårt säkraste kort om vi skulle vilja eller behöva kolonisera en annan planet.

Mariner-kratern på Mars. Färglagd bild, fotot taget av Mariner 4 1965. Foto: Science Photo Library/TT

Det finns ingen planet i vårt solsystem som lämpar sig lika bra för oss jordbor att ha som alternativhem än Mars. (Det finns dock de som argumenterar för att Titan, en av Saturnus månar, är den himlakropp i Vintergatan som har bäst förutsättningar för en självförsörjande, långsiktig mänsklig bosättning.)

Även om Mars inte är en optimal plats att bo på i nuläget, så finns det vatten där, en tunn atmosfär och vid ekvatorn kan temperaturerna nå ända upp till behagliga 20 grader Celsius.

Mars ligger också i genomsnitt 225 miljoner kilometer bort, vilket med rymdmått mätt är relativt nära. Resan dit beräknas bara ta drygt sju månader. Den blir dock ingen hälsokur direkt.

Under färden

På vår egen planet skyddas vi mot skadlig strålning från solen och rymden tack vare atmosfären och magnetfältet. Gravitationen håller oss kvar på jorden. De som färdas bortom Tellus har inte samma gynnsamma förhållanden.

Bara det faktum att du vistas i en miljö som saknar gravitation, eller där det finns väldigt lite av den varan, påverkar våra muskler, skelett och organ negativt. Du behöver träna flera timmar per dag för att inte muskler ska förtvina. Det här vet astronauterna ombord på den internationella rymdstationen ISS sedan länge. 

Något som har varit på tapeten kring Mars-uppdrag är att astronauterna kan bära rymddräkter som ger motstånd för musklerna. Det skulle göra att de ständigt måste anstränga sig lite. Kan det vara ett sätt att motverka åtminstone det faktum att muskler annars förtvinar?

Sedan har vi problemet med kosmisk strålning. Den består av väldigt energirika partiklar som skickas ut i höga hastigheter från stjärnexplosioner och supermassiva svarta hål. De här partiklarna är mycket penetrerande för biologiskt material, och är skadliga för liv. 

Bara resan till och från Mars skulle innebära att man utsätts för minst 60 procent av den rekommenderade strålningsdosen för en hel astronautkarriär. Det ökar risken att drabbas av cancer, degenerativa sjukdomar och skador på det centrala nervsystemet.

För att astronauterna inte ska drabbas alltför hårt av ett Mars-uppdrag behöver farkosten de färdas i, rymddräkterna de har på sig och deras habitat ge ett tillräckligt bra skydd.

Illustration av solsystemet, som visar planeternas banor runt solen. Jorden är den tredje planeten från solen, och Mars den fjärde. Foto: Science Photo Library/TT

Farkosten

Nasa har Space Launch System, SLS. Elon Musks rymdbolag Spacex har Starship. De är inte ensamma om sina planer på bemannade färder till Mars. Men vilket slags farkost till exempel Ryssland och Kina vill använda för att ta människor dit är oklart. Överlag är vi inte heller bortskämda med tekniska detaljer. Här är lite av det vi vet.

Om Elon Musk får som han vill kan Spacex ta människor till Mars redan under det här decenniet. För att underlätta den långa färden tänker han sig att det ska finnas tankfarkoster i omloppsbana runt jorden. På så sätt kan Starship tankas i rymden och resa mot den röda planeten med full tank. 

Starship är byggd av 301-stål, en stållegering som innehåller bland annat krom och nickel. Det gör den tålig mot extrem kyla såväl som värme. 

Motorerna är upp till 3,1 meter höga och drivs av flytande metan. Bränslet är möjligt att syntetisera även på Mars.

Ingredienserna till metan, vars molekyl består av en kolatom och fyra väteatomer, finns på planeten. Kol hittar du i atmosfären. Väte finns i isen vid polerna och under ytan på mellanlatituderna.

Space X Starship ska klara en resa till Mars och tillbaka. Men än har det inte genomförts testflygning upp till omloppsbana. Nasas Space Launch System väntar fortfarande på uppskjutning i Artemis 1-projektet. Nästa försök görs i november. Foto: Space X, JOEL KOWSKY/NASA

Du kan spjälka vattnet till syre och väte genom elektrolys, vilket innebär att man kör elström genom vattnet. Sedan kombinerar man väte med kolet från koldioxiden genom en kemisk process. 

Starship är tänkt att landa på Mars i fritt fall genom atmosfären. De två fenor som finns överst på farkosten är rörliga och styr. De två fasta fenorna längst ner bromsar farkostens fall. 

I skisser av den bemannade farkosten finns privata kabiner, stora gemensamma utrymmen och skyddsrum mot solstormar

Nasas rymdraket SLS är deras kraftfullaste hittills. Den är nästan 100 meter lång inklusive kapseln, och är gjord för att kunna vidareutvecklas. Motorerna drivs i dag av flytande vätgas och flytande syre. 

När SLS ska transportera människor ombord Orion-kapseln till månen kommer de att skyddas mot extrema temperaturer, ljudnivåer och vindar tack vare ett starkt kompositmaterial. Orion har också en trycksatt del, där besättningen kan leva och bo. 

Mat, dryck och husrum

Vilken farkost astronauterna än färdas i så är några saker basala för dem av det enkla skälet att de är människor. De kommer att behöva ha tillräckligt mycket mat och vatten med för att klara sig på vägen till, och på, Mars.

Man kan inte ha med sig hur mycket som helst av de här varorna, eftersom det kräver lastutrymme och det kostar pengar. Samtidigt måste astronauterna få i sig tillräckligt mycket kalorier och näring. På ISS brukar menyn framför allt bestå av torkad eller halvtorkad mat i platta portionsförpackningar, men astronauterna odlar också lite växter i en ”rymdträdgård”, stort som ett handbagage.

Precis som på ISS får Mars-besättningen räkna med att i princip all vätska de har måste återanvändas. Det innebär till exempel att urinet från toalettstolen filtreras, och blir till dricksvatten. På sikt kommer man att behöva hitta sätt att odla mat på Mars. 

I The Martian börjar astronauten Mark Watney odla potatis på Mars. Matt Damon spelar huvudrollen i filmversionen från 2015. Foto: Twentieth Century Fox/Entertainment Pictures/ZUMAPRESS.com/TT

Ni som har läst Andy Weirs The Martian, eller har sett filmatiseringen av boken, minns kanske hur astronauten Mark Watney lämnas ensam kvar på Mars och börjar odla potatis för att överleva. (Vilken tur att han inte bara är ingenjör, utan också botaniker!) Hur realistiskt är det?

I dagsläget är det ingen bra idé att utgå från Mars-jorden för att få något att äta. Där finns nämligen perklorater, en kemisk förening som innehåller klor och är skadlig för levande organismer. 

På vår egen planet finns dock mikroorganismer som passande nog käkar perklorater. I processen får man också ut syre. 

Lyckas man få med sig de här mikroorganismerna och se till att de klarar sig, då kan alltså odlingsdelen av livet på Mars se betydligt ljusare ut, liksom förutsättningarna för vår egen andning.

Redan i dag testas en liten apparat på Mars som kallas Moxie (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment). Moxie omvandlar koldioxid i Mars atmosfär till syre, med hjälp av elektricitet och genom att dela koldioxidmolekyler.

Hopp om syre på Mars. Moxie (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) omvandlar koldioxid i Mars atmosfär till syre. Det brödroststora instrumentet finns ombord på strövaren Perseverance. Foto: Nasa/JPL Caltech/TT

Enheten har tillverkat syre i små mängder sedan april förra året, och har klarat uppdraget under dag och natt och olika säsonger. Som mest har Moxie tillverkat 10,5 gram syre i timmen. Lyckas man fördubbla den siffran är det tillräckligt för att hålla en människa vid liv.

Och hur skulle de första människorna på planeten bo? Eftersom det inte finns ett magnetfält som skyddar mot solens skadliga strålning är en idé att gräva ner bostäderna. En annan möjlighet är att bygga bosättningar med en skyddande sköld gjord av Marsjord kombinerat med en plast gjord av råvaror från planeten. Det blir en polymerkomposit som kan skrivas ut med hjälp av 3d-skrivare på plats.

Ett uppblåsbart habitat. Kan det vara så här de första människorna på Mars kommer att bo? Habitatet är en del av utställningen ”Moving to Mars”. Foto: Rob Schoenbaum/Polaris/TT

Elon Musk ser framför sig att människor till en början bor i glaskupoler. Med tiden skulle Mars dock genomgå en terraformering. Det är en process där människan gör aktiva ingrepp för att få planeten att bli mer jordlik. 

Med hjälp av segel som placeras i omloppsbana runt Mars skulle man kunna reflektera solljus och skapa en växthuseffekt på planeten. Det här skulle höja temperaturen på ytan, vilket i sin tur skulle sätta igång en rad andra processer som kan göra det trevligare för människor att bo där. Isen vid polerna skulle smälta, vilket skulle ge flytande vatten. Då blir det också lättare att odla växter. På sikt skulle det också bildas en skyddande atmosfär.

En av de viktigaste förutsättningarna blir elen. Den behövs för att ge oss belysning, vatten, syre och bränsle, men också för att utföra experiment. Elen skulle kunna komma från små kärnreaktorer anpassade för användning i rymden, eller solceller.

Nasa har sedan 2015 experimenterat med Kilopower, en liten fissionsreaktor som är tänkt att kunna producera upp till tio kilowatt el kontinuerligt i tio års tid. En enskild Mars-bosättning har beräknats behöva fyra kilowatt.

Solenergi skulle kräva lagring nattetid och elproduktionen skulle begränsas av sandstormar. Fördelarna är att solceller ändå bedöms vara effektiva, flexibla och de väger inte särskilt mycket. Man kan också använda en del av den el som man får från solceller för att producera vätgas till bränsleceller som levererar el till bostäder nattetid, eller när sandstormarna slår till. 

Fördelen med kärnkraft är att den bedöms vara mer tillförlitlig som energikälla, och kan fungera oavsett tid på dygnet.

Jorden, hör du mig?

Kommunikationerna mellan jorden och Mars kommer inte att kunna ske i realtid. Det kan bli fördröjningar på 20 minuter, vilket gör att astronauterna måste kunna klara sig utan omedelbar hjälp från sin hemplanet. Det gör besättningens sammansättning oerhört viktig.

På senare år har forskare allt mer börjat fokusera på de psykologiska aspekterna av rymduppdrag. De är avgörande för besättningens överlevnad om allt skulle gå fruktansvärt fel.

Inom ramen för projektet Hi-Seas (Hawaii Space Exploration Analog and Simulation) har forskare fått testa hur ett Mars-likt liv skulle kunna bli. De har bott i en kupolformad byggnad på Mauna Loa, med syfte att se hur människor reagerar under långa rymdresor tillsammans. 

På det stora hela har det gått bra, men vid ett tillfälle fick en deltagare en stöt. Det resulterade i en kedja av händelser som slutade med att man fick avbryta hela experimentet. 

Anna Neubeck, forskare i geokemi på Uppsala universitet. Foto: Fredrik Nilsson

–  När det verkligen gällde, då funkade det inte alls. Och när man stötte på ett problem, då kunde man inte hantera det. Det tycker jag är psykologiskt sett väldigt intressant, säger Anna Neubeck.

Den första resan till Mars beräknas ta tre år, tur och retur. Då räcker det inte att vara tekniskt kompetent för att klara uppdraget. Du behöver också vara bra på att samarbeta. Helst ska någon i besättningen också vara något av en komiker, för att se till att gruppen håller ihop även under jobbiga situationer.

Även Jessica Meir lyfte under sin föreläsning på KTH vikten av en besättning där alla är schyssta mot varandra. Och då talade hon med erfarenhet från livet på rymdstationen ISS, där astronauterna är ifrån jorden en betydligt kortare tid än vad en Mars-resa skulle innebära.

–  Vi vill vara säkra på att vi väljer ut inte bara toppforskare eller toppiloter, utan också människor som är lagspelare och kan samarbeta. När du bor ihop sex–sju månader eller längre på en rymdstation måste du verkligen ha den där bra, grundläggande gruppdynamiken, säger hon.

Även om man har identifierat de rätta ingredienserna för att skapa en bra besättning är det ändå en viktig fråga som hänger i luften om människan ska realisera en bemannad resa till Mars. Det handlar inte om de tekniska utmaningarna. Där menar forskare att vi är på god väg att lösa problemen, i de fall där vi inte redan har gjort det. 

Astronaut på Mars, en illustration. Foto: Science Photo Library/TT

Nej, frågan är vem som är beredd att bege sig ut på pionjärfärden, när det väl kommer till kritan och resan faktiskt ska bli av. Ingen av experterna jag har pratat med är frestade. Inte heller mina kollegor. Riskerna är för många, konstaterar de allihop. 

Till och med när vi bortser från alla risker är Viktors inställning att Mars inte låter särskilt bra.

–  Vad ska man göra när man är där? Förmodligen inte spela tv-spel, du kan inte titta på Netflix, du kan inte typ ringa en kompis. Antar jag? Du blir superdunderisolerad och kan inte göra något kul. Ja, du kanske får odla lite potatis, vad kul. Det kan jag göra på min uteplats också. Jag behöver inte åka till Mars för det, säger Viktor Krylmark och vår kollega Simon Campanello fyller på: 

– Det känns som att Mars är lite av ett renoveringsobjekt som planet.

Ja, kanske är det precis vad Mars är. Men det tycks ändå vara vårt bästa alternativ om något skulle gå snett med jorden.

Så många som 200 000 personer ansökte om att få åka till Mars, inom ramen för det privata Mars One-projektet. Det måste väl ändå innebära att intresset är stort, och att jag bara haft otur i min jakt efter någon som jublar vid tanken på att få åka dit?

En ganska stor andel av dem som lämnade in ansökningar till Mars One bedömdes tyvärr vara oseriösa. Många visste inte vad det var för skillnad på månen och Mars. 

Men det fanns också de som hade tagit projektet på allvar, som hade läst på och som ville ha en plats i rymdfarkosten fast de inte visst om de någonsin skulle få återvända till jorden.

 – Det är inget problem för mig att det är en enkelbiljett utan retur för vi har ju alla en enkelbiljett i livet så att säga. Om jag på det här sättet hinner göra något vansinnigt viktigt och betydelsefullt så räcker det för mig, sa till exempel finländaren Inka Haltiapuu som var en av de sökande till Mars One, till Yle 2014.

Så helt kört är det väl inte. Det räcker att hitta ett fåtal som är tillräckligt nyfikna och redo för ett äventyr.

Människor har i alla tider gjort sådant som har tyckts minst lika riskfyllt som en Mars-resa ter sig för de flesta av oss i dag. De har tagit sig ut på långa, isolerade resor till sjöss utan att veta om de skulle nå jordens kant, och potentiellt trilla av den. De har tagit sig till jordens högsta topp, långt ner i havet och hela vägen till månen. Så varför skulle människan inte ta sig till Mars?

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer