Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:22 • sest 21:31 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 23:11 • Sest 05:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:38 • Síðdegis: 18:56 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:39 • Síðdegis: 12:46 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: almennt

Að hverju þarf að gæta ef menn vilja nema land á tunglinu?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Upphaflega spurningin hljóðaði svona:
Nú er NASA að ræða að nema land á tunglinu. Hver eru helstu vandamálin sem menn þurfa að takast á við til að leysa það viðfangsefni?
Árið 1972 lenti geimfarið Appollo 17 á tunglinu með þeim Eugene Cernan og Harrison H. Schmitt innanborðs. Ferðalag þeirra var síðasta mannaða geimferðin til tunglsins fram til dagsins í dag. Á þessu kann nú að verða breyting þar sem NASA, Geimferðastofnun Bandaríkjanna, hefur tilkynnt um þá ætlun sína að tunglferðir manna hefjist að nýju ekki seinna en árið 2020. Stofnunin ætlar að gangast fyrir samstarfi um þetta við þær þjóðir heims sem vilja leggja sitt af mörkum.



Hér sést þegar geimferjunniAtlantis er skotið á loft í sína fyrstu ferð árið 1985. Atlantis er ein af þremur starfhæfum geimferjum sem NASA á og var nú seinast skotið á loft 9. desember 2006

Bækistöð á tunglinu

NASA hefur þegar ráðið Lockheed-verksmiðjurnar sem verktaka til þess að hanna, þróa og smíða nýja geimflaug og hefur hún fengið nafnið Orion. Áætlað er að Orion fari í sína fyrstu mönnuðu ferð árið 2014 og fljúgi svo til tunglsins árið 2020. NASA hyggst ennfremur byggja bækistöð á tunglinu sem verður mönnuð allan ársins hring. Hún á að vera orðin starfhæf árið 2024 og verður þá hver tunglfari í bækistöðinni hálft ár í senn.

Samstarfsverkefni

Tilgangurinn með þessu verkefni er margvíslegur. Meðal annars er vonast til að það auki skilning manna á sögu jarðarinnar, sólkerfisins og alheimsins. Ennfremur verður prófuð ný tækni og búnaður í tunglstöðinni sem gæti aukið öryggi og skilvirkni mannaðrar geimferðar til Mars eða enn lengra út í geiminn. Þá þykir æskilegt að menn takist á við ögrandi verkefni eins og þetta, sem fer friðsamlega fram og sameinar þjóðir heims um sameiginlegt markmið. Talað er um að verkefnið hafi góð áhrif á efnahagslífið og komi þannig lífinu niðri á jörðinni til góða. Að lokum er vonast til þess að verkefnið veki athygli og áhuga almennings, og þá sérstaklega æskunnar, á hátækni og vísindum sem nauðsynleg eru til að mæta kröfum framtíðarinnar.

Áætlun NASA

Nokkur athyglisverð atriði í þessari áætlun NASA skulu nefnd hér.

Í fyrsta lagi er hugmyndin sú að bækistöðin verði nálægt öðrum hvorum pólnum á tunglinu. Tunglið snýst um möndul sinn eins og jörðin og þess vegna eru þar tveir pólar þar sem snúningsásinn liggur um yfirborðið. Eini munurinn er sá að einn snúningur tunglsins um möndul tekur einn tunglmánuð, eða 29,53 sólarhringa sem við köllum svo. Hjá tunglbúum mundi þetta hins vegar kallast einn “sólarhringur”. Aðalatriðið er þó að sólargeislun getur fallið á tunglstöðina 75-80 prósent af tímanum ef valinn er heppilegur staður nálægt tunglpól. Jafnframt hefur slíkt staðarval þann kost að hitasveifla milli "dags" og "nætur" verður miklu minni en annars staðar á tunglinu.



Hér sést geimfari á tunglinu á sérstöku fjórhjóli.

Í öðru lagi er ljóst er að vélmenni eða þjarkar (e. robots) verða notaðir í ríkum mæli í geimferðum af þessu tagi. Með því má draga verulega úr þeirri áhættu sem geimferðum fylgja. Umsjón með slíkum verkefnum er auðvelt að framselja til annarra, bæði til fyrirtækja og þjóðríkja, og ætlunin er að gera það í mun ríkari mæli en áður hefur verið gert.

Í þriðja lagi verður lögð sérstök áhersla á lendingarbúnaðinn í undirbúningi tunglferðanna, en hann er veigamikið atriði varðandi öryggi ferðanna. Á tunglinu er ekkert loft og því er ekki hægt að láta loftið halda farartækjum svífandi á sama hátt og hjá flugvél við lendingu á jörðinni. Aðeins er hægt að stjórna lendingu geimfars með efni sem það sendir frá sér svipað og eldflaug í flugtaki. Slík lending er mjög vandasöm og krefst bæði nákvæmni og árvekni sem hægt er að ná með tölvubúnaði nú á dögum.

Lífið á tunglinu

En hversu vel sem menn undirbúa dvölina á tunglinu verður hún samt afar frábrugðin venjulegu lífi hér á jörðinni. Margir vita líklega að þyngdarkraftur við yfirborð tunglsins er mörgum sinnum minni en hér á jörðinni, en hægt væri að vega upp á móti þessu með því að þyngja búninga fólks. Margt fleira kemur þó til. Þannig er til dæmis ógerningur að koma upp lofthjúp á tunglinu, en lofthjúpur jarðar gegnir meðal annars því hlutverki að vernda lífverur fyrir grjóti, ryki og skaðlegri geislun utan úr geimnum. Til að fá varanlega vernd gegn þessum skaðvöldum gætu menn til dæmis búið í byrgjum á tunglinu, undir hæfilega þykku lagi af "jarðvegi”.



Á tunglinu og Mars er ekki súrefni sem er nauðsynlegt lífverum á jörðinni. Tunglbúar munu því þurfa að klæðast búningum sem þessum.

Tunglið getur ekki haldið að sér lofthjúp

En lofthjúpurinn veitir okkur ekki aðeins vernd gegn óvelkomnum fyrirbærum að utan, heldur er líka í honum súrefni sem lífverur jarðarinnar anda að sér og nýta við orkuvinnslu. Súrefni byrjaði að myndast í lofthjúpnum þegar plöntur komu fram á árdögum jarðsögunnar. Á Mars er líka lofthjúpur, en hann er hins vegar afar frábrugðinn núverandi lofthjúpi jarðarinnar. Til dæmis er ekkert óbundið súrefni í honum heldur er hann að mestu leyti koltvísýringur.

Menn hafa látið sig dreyma um að hægt væri að breyta þessari samsetningu lofthjúpsins áður en land yrði numið á Mars, þannig að hægt væri að ganga þar um "undir berum himni" og anda að sér loftinu. Kannski verður slíkt einhvern tímann mögulegt á Mars en það verður hins vegar aldrei á tunglinu. Tunglið er nefnilega of lítið og létt til að geta haldið að sér lofthjúp af eigin rammleik. Tunglbúar geta því ekki vænst þess að ganga um undir berum himni, heldur verða þeir annaðhvort að vera í geimbúningum og með súrefni á sér eða þá inni í lokuðu rými þar sem nóg súrefni er í loftinu.

Lesa má meira um tunglferðir í þessum svörum á Vísindavefnum:

Heimildir:

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

18.12.2006

Spyrjandi

Garðar Hannes

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Að hverju þarf að gæta ef menn vilja nema land á tunglinu?“ Vísindavefurinn, 18. desember 2006. Sótt 24. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6438.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2006, 18. desember). Að hverju þarf að gæta ef menn vilja nema land á tunglinu? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6438

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Að hverju þarf að gæta ef menn vilja nema land á tunglinu?“ Vísindavefurinn. 18. des. 2006. Vefsíða. 24. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6438>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Að hverju þarf að gæta ef menn vilja nema land á tunglinu?
Upphaflega spurningin hljóðaði svona:

Nú er NASA að ræða að nema land á tunglinu. Hver eru helstu vandamálin sem menn þurfa að takast á við til að leysa það viðfangsefni?
Árið 1972 lenti geimfarið Appollo 17 á tunglinu með þeim Eugene Cernan og Harrison H. Schmitt innanborðs. Ferðalag þeirra var síðasta mannaða geimferðin til tunglsins fram til dagsins í dag. Á þessu kann nú að verða breyting þar sem NASA, Geimferðastofnun Bandaríkjanna, hefur tilkynnt um þá ætlun sína að tunglferðir manna hefjist að nýju ekki seinna en árið 2020. Stofnunin ætlar að gangast fyrir samstarfi um þetta við þær þjóðir heims sem vilja leggja sitt af mörkum.



Hér sést þegar geimferjunniAtlantis er skotið á loft í sína fyrstu ferð árið 1985. Atlantis er ein af þremur starfhæfum geimferjum sem NASA á og var nú seinast skotið á loft 9. desember 2006

Bækistöð á tunglinu

NASA hefur þegar ráðið Lockheed-verksmiðjurnar sem verktaka til þess að hanna, þróa og smíða nýja geimflaug og hefur hún fengið nafnið Orion. Áætlað er að Orion fari í sína fyrstu mönnuðu ferð árið 2014 og fljúgi svo til tunglsins árið 2020. NASA hyggst ennfremur byggja bækistöð á tunglinu sem verður mönnuð allan ársins hring. Hún á að vera orðin starfhæf árið 2024 og verður þá hver tunglfari í bækistöðinni hálft ár í senn.

Samstarfsverkefni

Tilgangurinn með þessu verkefni er margvíslegur. Meðal annars er vonast til að það auki skilning manna á sögu jarðarinnar, sólkerfisins og alheimsins. Ennfremur verður prófuð ný tækni og búnaður í tunglstöðinni sem gæti aukið öryggi og skilvirkni mannaðrar geimferðar til Mars eða enn lengra út í geiminn. Þá þykir æskilegt að menn takist á við ögrandi verkefni eins og þetta, sem fer friðsamlega fram og sameinar þjóðir heims um sameiginlegt markmið. Talað er um að verkefnið hafi góð áhrif á efnahagslífið og komi þannig lífinu niðri á jörðinni til góða. Að lokum er vonast til þess að verkefnið veki athygli og áhuga almennings, og þá sérstaklega æskunnar, á hátækni og vísindum sem nauðsynleg eru til að mæta kröfum framtíðarinnar.

Áætlun NASA

Nokkur athyglisverð atriði í þessari áætlun NASA skulu nefnd hér.

Í fyrsta lagi er hugmyndin sú að bækistöðin verði nálægt öðrum hvorum pólnum á tunglinu. Tunglið snýst um möndul sinn eins og jörðin og þess vegna eru þar tveir pólar þar sem snúningsásinn liggur um yfirborðið. Eini munurinn er sá að einn snúningur tunglsins um möndul tekur einn tunglmánuð, eða 29,53 sólarhringa sem við köllum svo. Hjá tunglbúum mundi þetta hins vegar kallast einn “sólarhringur”. Aðalatriðið er þó að sólargeislun getur fallið á tunglstöðina 75-80 prósent af tímanum ef valinn er heppilegur staður nálægt tunglpól. Jafnframt hefur slíkt staðarval þann kost að hitasveifla milli "dags" og "nætur" verður miklu minni en annars staðar á tunglinu.



Hér sést geimfari á tunglinu á sérstöku fjórhjóli.

Í öðru lagi er ljóst er að vélmenni eða þjarkar (e. robots) verða notaðir í ríkum mæli í geimferðum af þessu tagi. Með því má draga verulega úr þeirri áhættu sem geimferðum fylgja. Umsjón með slíkum verkefnum er auðvelt að framselja til annarra, bæði til fyrirtækja og þjóðríkja, og ætlunin er að gera það í mun ríkari mæli en áður hefur verið gert.

Í þriðja lagi verður lögð sérstök áhersla á lendingarbúnaðinn í undirbúningi tunglferðanna, en hann er veigamikið atriði varðandi öryggi ferðanna. Á tunglinu er ekkert loft og því er ekki hægt að láta loftið halda farartækjum svífandi á sama hátt og hjá flugvél við lendingu á jörðinni. Aðeins er hægt að stjórna lendingu geimfars með efni sem það sendir frá sér svipað og eldflaug í flugtaki. Slík lending er mjög vandasöm og krefst bæði nákvæmni og árvekni sem hægt er að ná með tölvubúnaði nú á dögum.

Lífið á tunglinu

En hversu vel sem menn undirbúa dvölina á tunglinu verður hún samt afar frábrugðin venjulegu lífi hér á jörðinni. Margir vita líklega að þyngdarkraftur við yfirborð tunglsins er mörgum sinnum minni en hér á jörðinni, en hægt væri að vega upp á móti þessu með því að þyngja búninga fólks. Margt fleira kemur þó til. Þannig er til dæmis ógerningur að koma upp lofthjúp á tunglinu, en lofthjúpur jarðar gegnir meðal annars því hlutverki að vernda lífverur fyrir grjóti, ryki og skaðlegri geislun utan úr geimnum. Til að fá varanlega vernd gegn þessum skaðvöldum gætu menn til dæmis búið í byrgjum á tunglinu, undir hæfilega þykku lagi af "jarðvegi”.



Á tunglinu og Mars er ekki súrefni sem er nauðsynlegt lífverum á jörðinni. Tunglbúar munu því þurfa að klæðast búningum sem þessum.

Tunglið getur ekki haldið að sér lofthjúp

En lofthjúpurinn veitir okkur ekki aðeins vernd gegn óvelkomnum fyrirbærum að utan, heldur er líka í honum súrefni sem lífverur jarðarinnar anda að sér og nýta við orkuvinnslu. Súrefni byrjaði að myndast í lofthjúpnum þegar plöntur komu fram á árdögum jarðsögunnar. Á Mars er líka lofthjúpur, en hann er hins vegar afar frábrugðinn núverandi lofthjúpi jarðarinnar. Til dæmis er ekkert óbundið súrefni í honum heldur er hann að mestu leyti koltvísýringur.

Menn hafa látið sig dreyma um að hægt væri að breyta þessari samsetningu lofthjúpsins áður en land yrði numið á Mars, þannig að hægt væri að ganga þar um "undir berum himni" og anda að sér loftinu. Kannski verður slíkt einhvern tímann mögulegt á Mars en það verður hins vegar aldrei á tunglinu. Tunglið er nefnilega of lítið og létt til að geta haldið að sér lofthjúp af eigin rammleik. Tunglbúar geta því ekki vænst þess að ganga um undir berum himni, heldur verða þeir annaðhvort að vera í geimbúningum og með súrefni á sér eða þá inni í lokuðu rými þar sem nóg súrefni er í loftinu.

Lesa má meira um tunglferðir í þessum svörum á Vísindavefnum:

Heimildir:...