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人類が火星に入植する上での課題 ~重要な先端技術10選~

人類が火星に入植する上での課題 ~重要な先端技術10選~ 科学
人類が火星に入植する上での課題 ~重要な先端技術10選~

 

現在進行中の有人火星飛行計画は、2030年代初めにNASAによって実行される見込みです。しかし人類が火星に行くには、重要な技術がいくつか完成していなくてはなりません。

そこで今回は、人類が火星入植をする上で欠かせない技術、海外サイトの情報を元に10種類ご紹介いたします

 

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火星スーツ

火星ミッションに必要なスーツ素材の候補として、窒化ホウ素ナノチューブが挙げられます窒化ホウ素ナノチューブにより、人体は火星に降り注ぐ放射線から守られるのです。

この素材は糸の状態に加工できるので、その糸からスーツの布が作れるでしょう。そして、火星の環境におけるもう1つの問題は、地球の重力による圧力がないと人体が衰えやすくなる点です

そこでアメリカの大学では人体を軽く締め付けるスキンスーツが開発されています。このスキンスーツの圧力を受ける事で、地球の重力にさらされている時と同じ効果が期待できるのです。

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燃料

火星に向かう宇宙船に多くの燃料を積むと重量 かさみ しづらくなります。そのため、効率的な燃料を供給するシステムを開発しなくてはなりません

現在のほとんどの宇宙船は、「化学的推進システムを採用して飛行しています。そんな中、NASAでは太陽光を用いる太陽電気推進システム」を開発しているのです。

このシステムであれば、従来のシステムよりも遥かに軽い燃料が作れると期待されます一方、従来型のシステム程推進力が出ないという問題があるのです

そこで「機材や補給物資を火星に運ぶ時に太陽電気推進システムを利用し、その宇宙飛行士らを火星に送る際に化学的推進システムを用いという手段が提案されています。

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宇宙船

NASAは火星ミッションに備えてオリオンという宇宙船を開発しています。この宇宙船の飛行実験は、2014年に無人という形で実施されました

この実験は、地球外の放射線の影響に関するデータを集めるも目的としており、集まったデータから、現時点で人類が地球低軌道外で行動できるのは150日が限界だとわかりました

火星ミッションは それより遥かに長い期間に渡って行われます。そのため ミッションが無事実行されるには、オリオンの放射線対策が不可欠です。

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機器の着陸

火星という環境は、軽量な無人探査機の着陸すら困難にさせますこの惑星には薄い大気が存在しているのですが、これは月とも地球とも異なる環境である事を意味します。

つまり「大気がわずかに存在する空間」で何かを着陸させるのは、現在の科学技術では難しい事なのです。そこで NASAが提案しているのは、超音速パラシュートとエアブレーキの併用です

2015年の実験ではパラシュートが途中で損傷してしまいましたが、改良は進んでいく事でしょう。またオランダの団体 マーズワンは、パラシュートを使わずロケットだけで宇宙船の降下速度を抑えようとしています。

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地球に戻る方法

先程のマーズワンの計画では、地球に帰還する方法について考慮されていません。一方でNASAの計画は、地球に戻る時の事も計算されています。

具体的には、地球帰還船を火星の軌道上に待機させ、地球に戻る時に使うのです課題となるのは、どのようにして帰還船に辿り着くかという点です

それについてNASAは、前もって火星上昇船を火星に送り込み、それを使って帰還船まで移動する事を提案しています火星上昇船は火星に降り立つと、大気中の二酸化炭素を抜き出れを燃料に変えます

この上昇船は火星ミッションで使われる機器の中では最も重量がありますが、人間が地球に帰ための機器なのですから、なくてはならないです。

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居住エリア

火星居住エリア地球に近い圧力が必要です。そして嵐や塵、放射線から人間を守る機能、加えて快適さも求められます。更に人類は火星入植にあたり酸素の扱い方に気を付けなくてはなりません。

例えば入植者が室内で植物を栽培するとします密閉空間で植物が酸素を出すと、それはやがて室内に充満します。酸素は人体に必要ですが、多過ぎる酸素は体に有害なのです。

また 酸素は時に火事を誘発するあるのですが、だからといって換気をすれば、大気に不可欠である窒素も逃げますしたがって 宇宙での農業を実現するには、酸素だけを処理するシステムが必要です

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農業

宇宙農業研究者バグビー氏は、国際宇宙ステーションでレタスを育てる事に成功しました。彼は、火星で植物を栽培する事は非常に困難だと述べます。

火星の日照量は地球の60%であり、そんな中 農業を行うには 人工光を使うか、鏡を駆使するなどして 太陽光を集めなくてはならない指摘します。また 土壌の問題もあります。

火星の土は酸化いため、植物が育ちにくいです。そのため 入植者は水栽培に頼る事を 考えなくてはなりません。どうしても土を使いたいのであれば、植物を育てる前にの中の酸化鉄を取り除く必要があります。

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水を得る手段

火星で水を得たいのであれば、土壌に存在する氷に頼る必要があります火星では液体の水が見つかっていますが、決して大量ではないからです

水の抽出する方法としては、火星の地面を掘るという方法に加え、マイクロ波で地中の水を気化させその蒸気を地表に持ち運ぶといった方法が挙げられます。

ちなみに 水を取り出すのはためだけではなく、水を水素と酸素に分離させ、酸素を確保するためでもあります。

酸素を得るには火星を漂う二酸化炭素から抽出するという手段もありますが、その技術を使う場合も水を必要とするです。

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母子を守る技術

宇宙飛行士たちが 今後 長い年月を火星で過ごすのであれば、そこで子どもを授かる事も考えられます。

そんな中、母子を火星の放射線から守る手段について、火星ではなく フォボスという火星の衛星に居住エリアを作るという案が出ています。

フォボスの一部のクレーターは宇宙の放射線を割防いでくれるためです育児環境も地球のそれとは異なるものとなるでしょう。

母体が無重力の環境に置かれると、生まれた子どもの上下感覚が 正常に発達しない恐れがあるためです。

宇宙空間の妊娠や 子育てについては あらゆる問題が挙げられますが、それらは実は大きな問題ではないという見方もあります

これは、最初の火星入植者に 子どもを授かれる見込みがないためです。低重力という環境で長い間過ごす、男女共に生殖能力が低下するという報告が 実際あるのです。

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建設ロボット

火星ミッションの下準備として、ロボットを先に火星に送り込み、居住エリアなどのインフラを ある程度整えてもらうという案があります。

NASAは、その作業をさせるためのロボットを作っています。一方、研究者の中にはロボットの火星で作業を良く思わない人もおり可能な限り地球で作業を進めておくべきだ」というが出ているのです

 

いかがでしたか?
研究者の中には「火星で人が過ごせるだけの大気を作る事は不可能」と考え、火星入植を反対するような意見を出す人もいます。しかし 人類が地球を抜け出し 他の惑星で生きる事に、多くの人がロマンを感じているはずです。時が流れ 人類が火星での生活に馴染んできたら、火星で文明が誕生する事も期待できます。 
参考 : listverse, など
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