火星の夢対火星の現実

数十年間、科学フィクションは火星への人類の魅力を刺激してきた。エドガー・ライス・バロウズの夢のような冒険からリドリー・スコットの細心な生存ドラマThe Martianまで、ポップカルチャーは一貫して赤い惑星を敵対的であるが、究極的には征服可能なフロンティアとして提示してきた。アーノルド・シュワルツェネッガーはTotal Recallで「火星に行け」と視聴者に促し、イーロン・マスクはこの10年間、それを文字通りの可能性にすると約束することに費やしてきた。しかし、画面に見える内容のどれくらいが火星生存の本当の科学を反映しているだろうか？

惑星科学者、航空宇宙エンジニア、医学研究者によると、その答えはほとんどない。映画やテレビ番組がオフプラネット生活のドラマの一部を捉えているが、彼らは、将来の火星植民地化者が直面するであろう複数の実存的脅威を一貫して過小評価またはまったく無視している。科学フィクションと科学的事実のギャップは単に学問的なものではない。それは公開期待を形作り、政策決定に影響を与え、民間宇宙企業に流れ込む数十億ドルにさえ影響を与える。

誰も話さない放射能問題

おそらく火星の科学フィクション描写における最も重大な落ち度は、惑星の放射線環境である。地球とは異なり、火星は地球規模の磁場を持たず、私たちのものより約100倍薄い、ささやきほどの大気しか持っていない。この組み合わせは、火星表面が銀河宇宙線と太陽粒子イベントの両方で本質的に天然の遮蔽なしに爆撃されることを意味している。

健康への影響は深刻である。科学者は、火星への往路にいる宇宙飛行士が、表面曝露の期間と利用可能な遮蔽技術に応じて、1～19パーセントの間の追加的なガン死亡リスクに直面すると推定している。これはちょうど旅と短い滞在である。長期的な居住はこれらのリスクを劇的に複合させ、DNA損傷、白内障、心血管疾患、認知低下を引き起こすかもしれない。

ほとんどの科学フィクションでは、キャラクターはかなり軽いスーツや、見たところ普通の壁を持つ生息地内でもシャツ袖でさえ火星を歩き回っている。現実は、メートル単位のレゴリス遮蔽、地下住宅、またはまだ存在しない高度な材料科学を必要とするであろう。火星文明を構築することは、まず誠実に描くのに誰も気を配らなかった放射能問題を解決する必要がある。

重力：スローモーション健康危機

火星の表面重力は0.38g、地球の約3分の1である。科学フィクションはこれを副次的な考慮またはかわいい新奇さとして扱う傾向があり、キャラクターがステップにもう少しスプリングを持って跳ねているのを示している。医学的現実は、認めたものの、まだあまり理解されていない、はるかに懸念されている。

私たちは国際宇宙ステーション上の数十年の研究から、無重力は筋肉萎縮、骨密度喪失、液体再分配、視覚問題を引き起こすことを知っている。私たちが知らないことは、0.38gがこれらの影響を防ぐのに十分であるか、それとも単にそれらを遅くするかである。没落した重力で拡張期間住んでいた人間はいない、宇宙医学における最大の未知の1つになっている。

研究は、火星重力が人間の歩行を変え、快適な歩行速度を地球で達成するもののおよそ半分に制限することを示唆している。世代にわたって、骨格および筋肉の適応は、地球の重力井戸に戻ることが物理的に不可能な人間を生成することができた。科学フィクションはこの可能性に時折うなずくが、2つの重力人口に効果的に分割される可能性がある種族の深刻な影響とはめったに格闘しない。

あなたを殺そうとしている大気

火星大気は約95パーセントの二酸化炭素、窒素とアルゴンの痕跡から構成されている。本質的に呼吸可能な酸素を供給せず、保護されていない曝露は人間の血液を体温で沸騰させるほどの圧力をほとんど発揮しない。これは隠喩ではない。低い大気圧は、血液の沸点が摂氏37度以下に低下することを意味している。

The Martianのような映画は、主人公を加圧ハビタットと宇宙服で示すことで、これのいくつかを正しく得ている。しかし、彼らはまだ自由を取り、宇宙船を物理的に引き倒すことができる火星ダストストームを描いている。実際には、火星の風は、たとえそれらの最速でも、薄い大気のために非常に少しの力を発揮して、旗をかすかに揺するだけである。真の大気危険は風ではなく、減圧の絶え間ない、目に見えない脅威である。

生息地の破裂がいかに小さくても、それは大惨事になるだろう。加圧環境を何年にもわたって維持し、複数の構造全体で、火星ダストの絶え間ない研磨により、科学フィクションが穴を修繕する簡潔なシーンでグロスオーバーするエンジニアリング課題を表現している。

パークロラート問題と火星農業の夢

The Martianで最も愛されているシーンの1つは、マット・ダモンのキャラクターが地球細菌と人間の廃棄物の組み合わせを使用して火星土で火星栽培を行うことを含みます。それは独創性の勝利であり、優れた映画を作成します。それはまた深く誤解を招く。

火星レゴリスは約0.5％から1％の濃度でパークロレートで飽和しています。これらの塩素ベースの化合物は、ヨウ素の吸収と代謝を妨害する甲状腺機能を妨害するため、人間にとって有毒です。単に火星の土に作物を植えることは食料を生成するのではなく、毒を生成するでしょう。

研究者は、火星土の解毒方法を探索し、レゴリスの洗浄と擦り込みを菌根菌と組み合わせたものを含めて、パークロレートの90％まで除去することができます。この治療でも、利回りは控えめである。研究は、処理された火星土が1平方メートルあたり約5キロのジャガイモを生成する可能性があることを示唆しているが、これは小さなコロニーにさえ供給するのに十分な土を処理するために必要なインフラストラクチャーを考慮するまで有望に思える。

より現実的なアプローチは、エアロポニクスとハイドロポニクスを含みます。制御された環境で土なしの成長で、栄養豊富な水またはミストを使用して植物を栽培します。これらのシステムは理論的には1人あたり1日約1キロの食物を生成することができますが、火星上で希少な商品である重要なエネルギー、水、メンテナンスが必要です。

水：理論上豊富、実践上とらえどころのない

火星には水があり、主に地下氷堆積物および極氷冠でロックされている。科学フィクションは、通常、井戸または単純な抽出装置を含む、解決された問題として水の獲得を提示している。現実は大幅に複雑です。

火星の氷からの水の抽出には、レゴリスの高エネルギー加熱または氷堆積物の直接掘削が必要であり、その後パークロレートおよび他の汚染物質を除去するための広範な浄化が続く。火星上の水の各液滴は、飲用水、農業灌漑、電気分解による酸素生産の原料として三重の関税を提供する必要がある。必要なリサイクルシステムは、国際宇宙ステーション上に現在展開されているものをはるかに超える効率で動作する必要がある。

火星隔離の心理的コスト

おそらく科学フィクションで最も探索されていない課題は、火星生活の心理的影響である。地球との通信遅延は4〜24分の範囲で、リアルタイム会話は不可能である。植民地は、人間のコミュニティが今まで経験したような形で真に隔離されている。

ボランティアが模擬火星生息地に住んでいるアナログ研究は、拡張隔離期間中に15％の認知低下を文書化した。うつ病、対人紛争、および研究者が「第3四半期症候群」と呼ぶ現象、ミッション全体の約3分の3にわたる動機づけの崩壊は、実施されたすべての長期間隔離研究で一貫した調査結果である。

地球環境の仮想現実シミュレーションは、気分指標の70％まで復元することを約束していますが、これらは応急処置です。人間が何百万キロ離れた乾燥した敵対的な世界に住みながら心理的健康を維持できるかどうかについての基本的な質問は、彼らが今までに知られているすべてが答えられないままです。

前進への正直な道

このうちのどれも火星植民地化が不可能であることを意味しない。それは科学フィクションが私たちに信じさせたよりもはるかに難しいことを意味している。課題は実数で、相互接続され、場合によってはまだ十分に理解されていない。放射能問題を解決することは、食物供給が失敗すれば無意味である。水抽出を完璧にすることは、植民地が心理的な崩壊に苦しんでいれば無関係である。

科学フィクションが火星について誤っていることは、夢そのものではなく、タイムラインと難しさである。火星に到達することは既知の解決策を持つエンジニアリング問題です。そこで生涯生き残り、世代にわたって持つことができる文明を構築することは、根本的に異なる秩序の科学的、医学的、および心理的な課題です。専門家は、人類が最終的に火星に到達することに同意している。彼らは単に、それが実際に何が必要であるかを理解することを望んでいます。

この記事はSpace.comによるレポートに基づいています。元のセッション記事を読む.