NASA が火星への往復を可能にするために開発中の 5 つのエキサイティングなテクノロジー

NASA は 2030 年代に火星に行くことを真剣に望んでいます。先週、NASA は #JourneyToMars の進捗状況と計画に関するレポートを発表しました。レポートは主に楽観的な内容と抽象的な目標で満ちていますが、NASA が今後数十年で開発したいと考えている素晴らしい/重要な技術のいくつかを概説しています。以下にいくつか紹介します。

本当に大きなロケット

スペースシャトルの後継機は、早ければ2018年に打ち上げの準備が整う可能性がある。打ち上げが実現すれば、NASAのスペース・ローンチ・システムは70トンの物資を軌道に乗せることができる。その後、最大130トンの積荷を火星への軌道に乗せることも可能になる。

高さ382フィートのSLSは、最終的には史上最大の打ち上げロケットとなり、アポロ宇宙飛行士を月まで運んだサターンVロケットよりも強力になる。「この積載量は、現在および計画中の商用打ち上げロケットの能力をはるかに超える」と報告書は述べている。

SLS は、オリオン宇宙船 (同じく NASA で開発中) とともに、最終的には宇宙飛行士を火星やその他の深宇宙の目的地まで運ぶことができるようになるでしょう。

実験的推進

SLS は液体水素と液体酸素の燃焼によって動力を得ている。しかし、SLS は宇宙飛行士を地球軌道から外へ運ぶことだけを目的としている。火星までの約 7 か月の旅では、ロケット燃料を使って宇宙船を動かすには大型のガスタンクが必要であり、それを地上から打ち上げるには多額の費用がかかる。

代わりに、NASA は太陽の力を利用して、貨物、物資、さらには宇宙飛行士を火星に送るかもしれません。

この方法（太陽電気推進と呼ばれている）は、イオンを後部から噴射して宇宙船を動かす。これは、ドーン宇宙船がセレスに到達するために使用したエンジンに似ている。電子がキセノンガスをプラズマに分解し、電界が粒子を加速してエンジン後部を高速で噴射する。太陽エネルギーが、このエンジンを動かすための電子を供給する。

太陽電気推進はロケット燃料ほどの巨大な推力は出ません。その代わりに、時間をかけてゆっくりと速度を上げていき、最終的には宇宙船を時速 200,000 マイルまで加速させます。また、イオン推進は非常に効率的で、ロケット燃料よりも最大 10 倍少ない推進剤しか使用しません。

この技術はすでに実用化されているが、NASA はこれを劇的に拡大する必要がある。より重い積荷を動かすには、イオンエンジンを少なくとも 1 桁強力にする必要がある。2020 年代に NASA は、小惑星リダイレクト ミッションを使用して、ドーン宇宙船の 5 倍強力なエンジンのバージョンをテストする予定だ。

深宇宙の居住地

宇宙飛行士を無事に火星まで送り届けたいなら、彼らをハンビーサイズのオリオン宇宙船に3年間押し込めるわけにはいかない。NASAは、オリオン宇宙船に取り付けて、宇宙飛行士の居住スペース（および浴室）を広げ、火星での生活のための居住空間も提供する深宇宙居住施設を望んでいる。このような居住施設は、宇宙飛行士が運動したり作業したりするスペースを提供するだけでなく、生命維持、防火、放射線防護も提供する必要がある。

ビゲロー・エアロスペース社の膨張式宇宙居住施設と、NASA の独創的な名前の「ディープ・スペース・ハビタット」コンセプトは、将来の設計の出発点となる可能性がある。

柔軟な宇宙服

火星の宇宙飛行士は、火星で 1 年以上過ごす可能性があります。その間、彼らは外を歩き回り、探索し、データを収集したいと思うでしょう。残念ながら、火星は私たちを殺そうとしています (マーク・ワトニーに聞いてみてください...)。

新しい宇宙服は、火星の有害な放射線や冷たく薄い大気から身を守りつつ、宇宙飛行士が作業を行えるようにする必要がある。現在の宇宙服は風船によく似ていて、特に手を動かすのが難しい。しかし研究者たちは、より動きやすい宇宙服を設計している。拡張現実、自己修復素材、織り交ぜた生体モニターも組み込まれるかもしれない。

NASAは、小惑星リダイレクトミッション中に宇宙飛行士を岩石とのランデブーに送る際に、次世代の宇宙服をテストする計画だ。

クソレーザービーム

火星は地球から最も近いときでも 3,390 万マイル離れています。火星のインターネット接続は非常に悪く、改善が必要です。NASA の新しいレポートによると、火星探査機は 1 秒あたり約 200 万ビットの速度でデータを送受信できます。比較すると、国際宇宙ステーションのデータ速度は 1 秒あたり 3 億ビットです。火星まで移動して着陸するには、NASA はより強力な接続、つまり 1 秒あたり 10 億ビット (1 秒あたり 1 ギガビット) 程度が必要になります。解決策はレーザーです。

2013年のテストでは、レーザー通信システムにより、NASAの月大気・ダスト環境探査機（LADEE）は毎秒6億2200万ビットの速度で情報をダウンロードすることができた。他の設計では、毎秒数十億ビットの速度で土星までデータを送信できるかもしれない。

こうした技術の開発は容易ではない。何年もの歳月と数十億ドルの費用がかかるため、NASA がそれを実現できるかどうか疑問視する専門家もいる。「火星への旅」には克服すべき課題が山積しており、NASA の予算が枯渇していることもその 1 つだ。しかし、火星に行くのはなかなか素晴らしいことだ。