«دونالد ترامپ» رئیس جمهور آمریکا یک هدف بلندپروازانه را برای آمریکا در نظر گرفته که فرود آوردن فضانوردان روی مریخ تا سال ۲۰۲۹ است. این هدف باعث ایجاد شک و تردید در میان کارشناسان شده؛ به ویژه با توجه به این که ناسا هنوز به ماموریت «آرتمیس ۲»(Artemis 2) خود برای فرود آوردن فضانوردان روی ماه دست نیافته است.

به نقل از اسپیس، «فولکر مایوالد»(Volker Maiwald) مهندس هوافضا در «مرکز هوافضای آلمان»(DLR) تاکید کرد که ماموریت مریخ مهم‌ترین چالش بشریت خواهد بود. اگرچه جزئیات درباره طرح مریخ کمیاب هستند اما انتظار می‌رود این طرح، اتکای زیادی به موشک «استارشیپ»(Starship) شرکت «اسپیس‌ایکس»(SpaceX) داشته باشد که هنوز توسط در دست توسعه است. پرواز آزمایشی اخیر استارشیپ، نتایج متفاوتی را به همراه داشت. تقویت‌کننده مرحله اول همان طور که انتظار می‌رفت، عمل کرد اما مرحله بالایی هنگام صعود با شکست روبه‌رو شد.

«ایلان ماسک»(Elon Musk) مدیرعامل اسپیس‌ایکس قصد دارد تا سال ۲۰۲۶ ماموریت‌های بدون سرنشین را به مریخ بفرستد و پروازهای سرنشین‌دار بعدی را برای سال ۲۰۲۸ در نظر گرفته است. با وجود این، نگرانی‌هایی درباره امکان‌سنجی این ماموریت وجود دارد. مایوالد و گروه پژوهشی او در مه ۲۰۲۴ یک مقاله را در مجله «Scientific Reports» منتشر کردند که در آن امکان دوام یک ماموریت سرنشین‌دار به مریخ به وسیله استارشیپ زیر سوال رفت. تحلیل‌های این گروه پژوهشی نشان می‌دهند که محموله لازم برای چنین مأموریتی از جمله فضانوردان، تجهیزات و مواد غذایی، از ظرفیت تک‌پروازی استارشیپ فراتر می‌رود. این نشان می‌دهد که پیش از تلاش برای قرار دادن انسان روی مریخ در جدول زمانی پیشنهادی، باید به چالش‌های مهم پرداخت.

موضوع اصلی که توسط مایوالد برجسته شده، میزان بازیافت مواد مصرفی است که بازیافت غذا، آب و هوا را در سفرهای طولانی شامل می‌شود. افزایش بازیافت این منابع به کاهش منابع لازم در طول ماموریت‌ها منجر می‌شود. گیاهان با تهیه غذا، رشد کردن در ضایعات، تولید اکسیژن و مصرف دی‌اکسید کربن نقش مهمی را بر عهده دارند. با وجود این، به دلیل تلفات اجتناب‌ناپذیر در فرآیندهای بازیافت، دستیابی به میزان بازیافت ۱۰۰ درصد غیر ممکن تلقی می‌شود. این بدان معناست که جرم محموله ممکن است هنوز الزامات ماموریت را برآورده نکند.

عامل مهم دیگر، سوخت موشک است که می‌توان آن را در مریخ با استفاده از منابع درجا تولید کرد. استارشیپ در حال حاضر برای تامین سوخت به اکسیژن و متان مایع متکی است اما استخراج این منابع از اتمسفر و یخ مریخ، چالش‌های فناورانه را به همراه دارد. آزمایش «MOXIE» روی مریخ‌نورد «استقامت»(Perseverance) تنها آزمایش استفاده از منابع درجاست که دور از زمین انجام شد و با موفقیت اکسیژن را از جو دی‌اکسید کربن مریخ تولید کرد. با وجود این، اگرچه MOXIE تا سال ۲۰۲۳ حدود ۱۲۲ گرم اکسیژن تولید کرد اما بسیار دور از ۷۰۰۰ کیلوگرم سوخت موشک و ۲۵ هزار کیلوگرم اکسیژن مورد نیاز برای پرتاب چهار فضانورد بود. بنابراین، نیاز به یک راه حل کارآمدتر برای زندگی انسان در مریخ ضروری به نظر می‌رسد.

مایوالد بر پیچیدگی تولید متان از یخ آب و دی‌اکسید کربن اتمسفر مریخ تاکید کرد و اظهار داشت که هیچ کدام از فناوری‌های کنونی برای آزمایش در محیطی شبیه به مریخ آماده نیستند. یک چالش مهم این است که استخراج منابع باید به طور خودکار توسط ربات‌ها انجام شود زیرا پیش از رسیدن فضانوردان، هیچ انسانی برای نظارت بر عملیات وجود نخواهد داشت. این موضوع، نگرانی‌ها را درباره قابلیت اطمینان فناوری آزمایش‌نشده به‌ ویژه بدون دخالت انسان در صورت بروز نقص افزایش می‌دهد.

چالش‌های استفاده از منابع درجا تا ماه گسترش می‌یابد اما تفاوت‌های اساسی وجود دارد. ماه فقط سه روز با ما فاصله دارد و همین موضوع، تامین مجدد را آسان‌تر می‌کند. این در حالی است که مریخ حداقل ۶ ماه فاصله دارد و لجستیک را پیچیده می‌کند. یک راه حل احتمالی می‌تواند شامل پرتاب چندین استارشیپ بدون سرنشین با تجهیزات لازم برای فضانوردان آینده باشد که به آنها امکان می‌دهد تا سوخت و اکسیژن خود را تولید کنند. در هر حال، این راه حل در حال حاضر برای ماموریت‌های استارشیپ در نظر گرفته نشده است.

علاوه بر این، فضانوردان با خطر تشعشعات قابل توجه روبه‌رو هستند. سفر به مریخ می‌تواند فضانوردان را در معرض سطوح تشعشع تا ۷۰۰ برابر بیشتر از سطح زمین قرار دهد. سطح مریخ به دلیل اتمسفر نازک و فقدان میدان مغناطیسی، محافظت کمی را در برابر پرتوهای کیهانی فراهم می‌کند و نگرانی‌های ایمنی را برای ماموریت‌های آینده افزایش می‌دهد.

دانشمندان با انجام دادن آزمایش‌هایی در شتاب‌دهنده‌های ذرات سعی دارند قابلیت محافظتی فضاپیماهای سرنشین‌دار را تقویت ‌کنند. همچنین، آنها در حال آزمایش کردن مواد گوناگون برای اثربخشی محافظ هستند. یافته‌های اولیه نشان می‌دهند که لیتیوم موثرترین ماده محافظ است اما باید بررسی‌های بیشتری درباره آن صورت بگیرد.

نگرانی‌های بهداشتی برای فضانوردان فراتر از قرار گرفتن در معرض تشعشعات است. محیط ریزگرانش فضا به بروز آتروفی عضلانی منجر می‌شود؛ اگرچه برخی داروها می‌توانند اثرات آن را کاهش دهند. علاوه بر این، پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهند که ریزگرانش ممکن است بینایی فضانوردان را مختل کند.

علاوه بر این، فضانوردان به دلیل قرار گرفتن در معرض تشعشعات فضایی با افزایش خطر ابتلا به آب‌مروارید زودرس روبه‌رو هستند. همان طور که مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ در نظر گرفته می‌شوند، نگرانی‌ها درباره سلامتی فضانوردان و آلودگی میکروبی که ممکن است به فضا وارد کنند نیز افزایش می‌یابد و اهمیت حفاظت از سیاره‌ها را در اکتشافات میان‌سیاره‌ای آینده برجسته می‌کند.