मंगल ग्रह पर इंसान रह सकता है? बेस का कामकाज देखें

अभी तक किसी ने यह बेस नहीं बनाया

मंगल ग्रह पर इंसान रह सकता है? रहने के लिए आवास, बिजली और ऑक्सीजन की व्यवस्था चाहिए; यहाँ एक छोटे बेस के असली आकार वाले मॉडल में आप 1.6 m की आँख की ऊँचाई से चल सकते हैं। भविष्य के मंगल बेस की तस्वीरों में अक्सर गुंबद, रोवर और लाल आसमान होते हैं। वे शायद ही बताते हैं कि चीज़ें कितनी बड़ी हैं, कितनी दूर हैं और उनके बीच चलने पर कैसा लगेगा।

सबसे ज़रूरी बात पहले: यह बेस मौजूद नहीं है। कोई इंसान मंगल पर नहीं उतरा और NASA ने आवास का अंतिम डिज़ाइन नहीं चुना है। उसने अध्ययन प्रकाशित किए हैं। Mars Design Reference Architecture 5.0 (2009) में सतह पर लगभग 500 दिन का लंबा मिशन है, जिसमें माल दल से पहले उतरता है, मंगल की हवा से ऑक्सीजन बनती है और लंबे सफ़र के लिए दाबयुक्त रोवर है। NASA का 2023 का Mars Surface Habitat अध्ययन बड़े दाबयुक्त रोवर में रहने के विकल्प के रूप में अलग आवास और खुले भूभाग वाहन को देखता है। मॉडल ने इनसे प्रमुख हिस्से लिए हैं। आकार, व्यवस्था और रंग मॉडल के लिए चुने गए हैं।

स्क्रीन के आँकड़ों की बात अलग है। गुरुत्व, वायुदाब, तापमान, दिन की लंबाई, क्षितिज की दूरी और रेडियो संदेश का विलंब NASA के आँकड़ों से हैं। नीचे हर एक की गणना दी गई है।

आवास पैरों पर और एयरलॉक के पीछे क्यों है

मॉडल का गोल आवास 8 m चौड़ा है, छह पैरों पर है और फ़र्श ज़मीन से 1.3 m ऊपर है। फ़र्श उठाने का संबंध NASA की 2009 की पहुँचाने की योजना से है: आवास ज़मीन पर जोड़ने के बजाय अपने लैंडर के ऊपर पहले से बना आता है। ऊँचाई मंगल की धूल से भी बचाती है, जो हवा में उड़कर सतह पर रखी चीज़ों से सटकर जमा होती है।

दक्षिण की छोटी सुरंग एयरलॉक है। लोग उसमें जाते हैं, अंदर का दरवाज़ा बंद करते हैं और बाहरी हैच खोलने से पहले हवा वापस आवास में पंप करते हैं। ऐसा न हो तो हर बाहर जाने पर पूरे कक्ष की हवा अंतरिक्ष में निकल जाएगी। जहाँ साँस की सारी हवा बनानी या लानी हो, वहाँ यह अहम है।

पूर्व में खड़ा दाबयुक्त रोवर दूसरा रास्ता दिखाता है। पीछे की दीवार पर दो सूटपोर्ट हैं, वे छल्ले जिनसे सूट बाहर से जुड़ता है। सदस्य केबिन से सूट की पीठ में घुसकर बाहर निकलता है और धूल वाला सूट बाहर ही रहता है। वे एयरलॉक की समस्या कम हवा खोकर हल करते हैं, इसलिए मॉडल में हैं।

कमज़ोर धूप में सौर पैनल

मंगल की औसत सौर दूरी पृथ्वी की लगभग 1.52 गुनी है। धूप दूरी के वर्ग के अनुपात में फैलती है, इसलिए हर वर्ग मीटर को कम मिलती है। NASA मंगल तथ्यपत्र में औसत दूरी पर 586.2 W/m² है, पृथ्वी पर 1,361 W/m²। यानी 586.2 / 1,361 = 0.43, या 43%।

मॉडल में तीन कतारों के 15 पैनल दोपहर के सूरज की ओर झुके हैं। इस काल्पनिक स्थल पर, भूमध्य रेखा से 22° उत्तर में, दोपहर का सूरज दक्षिण में है। दूसरी समस्या धूल है। काँच पर जमकर वह बिजली और घटाती है, जब तक हवा या दल साफ़ न करे। मंगल के सौर लैंडर वर्षों से इसी तरह बिजली खोते आए हैं।

मॉडल सौर बिजली दिखाता है क्योंकि उसे देखना और उसके बीच चलना आसान है। NASA की 2009 की संदर्भ योजना वास्तव में सतही बिजली के लिए नाभिकीय विखंडन पसंद करती थी। रिएक्टर रात और धूल की आँधी में स्थिर बिजली देता है, और ऑक्सीजन बनाने में बहुत बिजली लगती है। असली बेस एक या दोनों इस्तेमाल कर सकता है।

Perseverance पर MOXIE ने क्या दिखाया

NASA तथ्यपत्र के अनुसार मंगल की हवा आयतन से 95.1% कार्बन डाइऑक्साइड है। ऑक्सीजन केवल 0.16% है। इससे हवा साँस के काम नहीं आती, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड में ही ऑक्सीजन है। CO₂ को तोड़ने पर ऑक्सीजन और कार्बन मोनोऑक्साइड मिलते हैं।

NASA ने Perseverance पर गए MOXIE, Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, से इसे मंगल पर जाँचा। NASA के अनुसार वह लगभग माइक्रोवेव ओवन जितना था। उसने हवा खींचकर दबाई और विद्युत-रासायनिक प्रक्रिया से हर CO₂ अणु से एक ऑक्सीजन परमाणु निकाला। 2021 की लैंडिंग से 7 अगस्त 2023 की आख़िरी बार तक वह 16 बार चला। NASA के आँकड़े हैं:

• कुल 122 g ऑक्सीजन, लगभग एक छोटे कुत्ते की 10 घंटे की साँस जितनी।
• सर्वश्रेष्ठ दर 12 g प्रति घंटा, NASA के शुरुआती लक्ष्य से दुगुनी।
• 98% या अधिक शुद्धता।
• 16वीं और आख़िरी बार 9.8 g ऑक्सीजन।

MOXIE केवल तकनीक का प्रदर्शन था। NASA के अनुसार अगला क़दम पूर्ण पैमाने की व्यवस्था होगा जो ऑक्सीजन को तरल करके जमा भी करे। मिशन योजनाओं में अधिकांश ऑक्सीजन दल को मंगल से उठाने वाले यान का प्रणोदक है। मॉडल का संयंत्र ऐसी बड़ी व्यवस्था दर्शाता है। अंदर का सुनहरा डिब्बा MOXIE की याद है और बगल के दो सफ़ेद गोले टैंक हैं।

0.38 g में चलना और कूदना

NASA तथ्यपत्र में मंगल का औसत सतही गुरुत्व 3.73 m/s² और पृथ्वी का 9.82 m/s² है। 3.73 / 9.82 = 0.38, इसलिए आपका भार पृथ्वी का 38% होगा। द्रव्यमान नहीं बदलता, इसलिए चाल शुरू या बंद करने में घर जितनी ही मेहनत है।

छलाँग बटन 2.0 m/s की शुरुआती गति देता है, एक छोटी छलाँग। गुरुत्व g के विरुद्ध ऊँचाई h = v² / 2g और हवा में समय t = 2v / g है:

• मंगल पर: h = 2.0² / (2 × 3.73) = 4 / 7.46 = 0.54 m, और t = 2 × 2.0 / 3.73 = 1.07 s।
• पृथ्वी पर: h = 4 / (2 × 9.82) = 0.20 m, और t = 4 / 9.82 = 0.41 s।

ऊँचाइयों का अनुपात 9.82 / 3.73 = 2.63 है। नियंत्रण में पृथ्वी का गुरुत्व चालू करके फिर कूदें। ऊपर बाएँ पिछली छलाँग की ऊँचाई और हवा में समय दिखता है। फ़्रेम शिखर पार कर जाए तब भी मॉडल सही शिखर जाँचता है। एक सीमा ध्यान रखें: असली सूट बहुत द्रव्यमान जोड़ता है और उन्हीं पैरों से सूट पहने व्यक्ति की शुरुआती गति कम होगी। मॉडल सूट को नहीं गिनता।

पतली, ठंडी हवा और थोड़ा लंबा दिन

आवास के पास मौसम मस्तूल मंगल लैंडरों के मौसम स्टेशनों को दर्शाता है। उसके आँकड़े ऊपर बाएँ डिब्बे में हैं।

• दबाव। तथ्यपत्र औसत त्रिज्या पर 6.36 mb (6.36 hPa) देता है, जो मौसम के साथ 4.0 से 8.7 mb होता है। पृथ्वी के समुद्र तल पर 1,013 hPa है, इसलिए मंगल पर लगभग 0.6% है। बिना सुरक्षा शरीर के तरल इस दबाव पर उबलने लगेंगे, इसलिए सूट और दाबयुक्त कमरे ज़रूरी हैं।
• तापमान। Viking 1 स्थल पर भोर से पहले लगभग −89 °C से दोपहर में −31 °C तक हवा रही। तथ्यपत्र पूरे ग्रह का औसत लगभग −59 °C देता है। समय स्लाइडर चलाने पर मॉडल Viking 1 की सीमाओं के बीच सरल दैनिक वक्र अपनाता है।
• दिन की लंबाई। मंगल का सौर दिन, सोल, 24.6597 घंटे, यानी 24 h 39 min 35 s है। मिशन दल इसे 24 "मंगल घंटे" में बाँटते हैं। हर घंटा 24.6597 / 24 = 1.0275 पृथ्वी घंटे, लगभग 61.65 मिनट है। आँकड़ों की घड़ी इन्हीं घंटों में है।

सूर्यास्त में आसमान नीला क्यों होता है

रोवर की तस्वीरों में दिन का मंगल आसमान बटरस्कॉच या जंग जैसा है। सूर्यास्त में सूरज के ठीक आसपास नीला होता है। NASA के Curiosity ने Gale गड्ढे से 15 अप्रैल 2015, अपने 956वें सोल पर इसे लिया था।

NASA का चित्र विवरण (PIA19400) कारण बताता है। हवा के बारीक धूल कण नीली रोशनी को लंबी तरंगों से अधिक आसानी से पार होने देते हैं। इसलिए धूप का नीला हिस्सा सूरज के पास रहता है। पीली और लाल रोशनी पूरे आसमान में बिखरती है। दिन में जंग जैसा धूल रंग भरता है; सूर्यास्त में बहुत अधिक हवा से गुज़रती रोशनी के कारण सूरज के पास नीला साफ़ दिखता है।

मॉडल का छोटा शेडर उसी विवरण के अनुसार आसमान रंगता है। अधिकांश गुंबद धूल रंग का है, क्षितिज के पास अधिक चमकीला। सूरज के आसपास चमक बनती है। सूरज नीचे आते समय हल्का पीला नीला होता है और दूसरी तरफ़ भूरा अँधेरा होता है। समय लगभग 17:50 करें और पश्चिम देखें।

क्षितिज कितनी दूर है

मंगल पृथ्वी से छोटा गोला है, इसलिए ज़मीन जल्दी मुड़कर ओझल होती है। त्रिज्या R वाले गोले से h ऊँचाई पर आँख के लिए क्षितिज दूरी d = √(2Rh + h²) है। NASA की आयतन-औसत मंगल त्रिज्या R = 3,389.5 km और h = 1.6 m रखें:

• d = √(2 × 33,89,500 × 1.6 + 1.6²) = √1,08,46,402.56 = 3,293 m, लगभग 3.3 km।
• पृथ्वी पर (R = 6,371 km) समान आँख लगभग 4,515 m, या 4.5 km देखती है।
• चाँद पर (R = 1,737.4 km) लगभग 2,358 m है।

मॉडल की ज़मीन एक जाल है जो सपाट तल से x² / 2R नीचे जाता है, इसलिए क्षितिज सूत्र के अनुसार है। 1 से 3 km दूर के नीचे पठार उसके ऊपर दिखते हैं।

विलंब के साथ पृथ्वी से बात

रेडियो प्रकाश की गति, 2,99,792.458 km/s से चलता है। NASA तथ्यपत्र में पृथ्वी-मंगल दूरी 5.46 करोड़ से 40.14 करोड़ km है। दूरी को प्रकाश की गति से भाग देने पर एक तरफ़ का विलंब मिलता है:

• सबसे पास: 5,46,00,000 / 2,99,792.458 = 182 s, या 3.0 मिनट।
• औसत विपक्ष पर (7.834 करोड़ km): 261 s, या 4.4 मिनट।
• सबसे दूर: 40,14,00,000 / 2,99,792.458 = 1,339 s, या 22.3 मिनट।

सबसे दूर सवाल और जवाब लगभग 45 मिनट लेते हैं। सीधी बातचीत नहीं हो सकती, इसलिए दल समस्याएँ ख़ुद सुलझाएगा और पत्र जैसे संदेश भेजेगा। पृथ्वी से मंगल स्लाइडर दूरी बदलता है और आँकड़ा विलंब फिर निकालता है। लगभग हर 780 दिन, NASA तथ्यपत्र का संयुति काल, यानी लगभग 26 महीने पर सूरज दोनों ग्रहों के बीच आता है। इसे सौर संयुति कहते हैं। NASA तब कुछ हफ़्तों तक निर्देश रोकता है (नवंबर 2023 में दो हफ़्ते), क्योंकि सूरज की गरम आवेशित गैस रेडियो संकेत बिगाड़ सकती है।

दस इलाक़े, एक सैर

बेस एक समतल मैदान के दस इलाक़ों में फैला है। शुरुआत पैरों पर आवास, एयरलॉक और पहले सौर पैनलों से होती है। दक्षिण में आवास का अंदरूनी खुला मॉडल, सूट कक्ष और ग्रीनहाउस हैं। पश्चिम में मिट्टी के बाँध के पीछे छोटा रिएक्टर और बिजली मैदान है; पूर्व में ऑक्सीजन संयंत्र, बर्फ़ की खदान, फिर गैरेज है। दक्षिण-पूर्व में पैड, उत्तर में दिशासूचक व चट्टानों वाला नज़ारा स्थल और दक्षिण-पश्चिम में यानों का लंबा मैदान है।

कहीं पहुँचने के लिए इलाक़े, सभी 144 चीज़ें नाम या प्रकार से खोजने के लिए मैदानी गाइड, या ऊपर दायाँ छोटा नक़्शा खोलें। नक़्शे पर एक क्लिक उसे बड़ा करता है, दूसरा वहाँ ले जाता है। हर इलाक़ा पहली बार पास आने पर बनता है, इसलिए जिन जगहों पर नहीं गए उनका बोझ पेज नहीं उठाता।

बेस के इलाक़े अवधारणाएँ हैं। हर एक NASA या ESA अध्ययन, अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन परीक्षण या पृथ्वी के परीक्षण स्थल से लेता है और कार्ड पर स्रोत है। यान मैदान अलग है: वहाँ असली मशीनों के असली आकार के मॉडल हैं, उतरने की तारीख़ व जगह NASA और CNSA रिकॉर्ड से हैं।

आवास के अंदर: ह्यूस्टन की 3D-प्रिंट इमारत

आँगन के दक्षिण का खुला मॉडल NASA के CHAPEA आवास Mars Dune Alpha पर आधारित है, जो ह्यूस्टन के Johnson Space Center में है। यह 1,700 वर्ग फ़ुट, लगभग 158 m² की एकमंज़िला इमारत है, सीमेंट जैसे पदार्थ की परतें छापकर बनी। जून 2023 से जुलाई 2024 तक चार स्वयंसेवक 378 दिन मंगल जैसा जीवन जीए, विलंबित संदेश, सीमित सामान और नकली बाहरी सैर के साथ।

NASA की सूची में चार निजी कमरे, काम की मेज़ें, चिकित्सा स्टेशन, साझा रहने की जगह, रसोई और खाना उगाने का स्टेशन हैं। मॉडल समान तरह की जगहों में इन्हें रखता है। दक्षिण दरवाज़े से गोल मेज़ वाली साझा जगह में जाएँ। कमरे पश्चिम दीवार, रसोई व खाद्य भंडार उत्तर, जिम व पौधे पूर्व में हैं। छत हटाई गई है ताकि धूप अंदर आए और दीवारों के ऊपर देख सकें।

कुछ चीज़ों पर मंगल बेस के अहम आँकड़े हैं। कोने के आश्रय की दीवारें पानी के डिब्बों और सामान की हैं, क्योंकि Curiosity ने सतह की ब्रह्मांडीय किरणों से औसत लगभग 0.67 मिलीसीवर्ट रोज़ मापा। पानी पुनर्चक्रक और हवा शोधक स्टेशन पर पहले से इस्तेमाल व्यवस्थाओं को दर्शाते हैं। एक व्यक्ति रोज़ लगभग 1 kg कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है और NASA जीवन-सहारा आधार के अनुसार 0.82 kg ऑक्सीजन लेता है।

सूट कक्ष और हवा की क़ीमत

आवास का अंदरूनी दबाव पृथ्वी के समुद्र तल जैसा, 1,013 hPa है। बाहर औसत 6.36 hPa है। हर बार एयरलॉक भरने और खाली होने पर हवा खोती है, जब तक पंप पहले आवास में न लौटाए। सूट कक्ष का पंप कुछ हेक्टोपास्कल तक ऐसा करता है और आख़िरी पतली बची हवा बाहर निकलती है। इसलिए एयरलॉक छोटे भी रखे जाते हैं।

दूसरा उत्तर सूटपोर्ट है। बाहर लटके सूट का पिछला हैच छल्ले से सील रहता है। पहनने वाला अंदर से पीठ में घुसकर अलग होता है। कोई कक्ष खाली नहीं करना पड़ता और धूल वाला सूट अंदर नहीं आता। NASA के दाबयुक्त रोवर अध्ययन इसी वजह से सूटपोर्ट इस्तेमाल करते हैं।

धूल हवा जितनी अहम है। मंगल की धूल बारीक और कपड़े से चिपकती है। Phoenix को मिट्टी में लगभग आधा प्रतिशत परक्लोरेट मिला। यह इंसानों के लिए हानिकारक है, इसलिए सूट कक्ष में ब्रश स्टेशन और मिट्टी के नमूनों के लिए आवास में बंद ग्लवबॉक्स है।

नियंत्रण में सूट पहना हुआ बंद करें और देखें बिना सुरक्षा क्या होगा। 6 hPa शरीर के तापमान पर पानी उबलने के बिंदु से बहुत कम दबाव है। व्यक्ति लगभग 15 सेकंड में बेहोश होगा। चेतावनी बिना सूट अंतरिक्ष में खड़े होने वाली प्रदर्शनी से जोड़ती है।

लाल और नीली रोशनी में भोजन उगाना

पौधे मुख्यतः लाल और नीली रोशनी इस्तेमाल करते हैं। क्लोरोफ़िल लगभग 630 से 660 नैनोमीटर लाल और लगभग 450 nm नीला मज़बूती से सोखता है, अधिकांश हरा लौटाता है। इसलिए स्टेशन के लैंप मुख्यतः लाल-नीली LED हैं, थोड़ा हरा इसलिए कि पत्ते सामान्य दिखें और समस्याएँ आसानी से दिखें।

NASA के Veggie में लाल रोमेन सलाद उगा जिसे यात्रियों ने अगस्त 2015 में खाया, और ज़ीनिया 2016 में खिले। बाद के बड़े Advanced Plant Habitat में मूली और 2021 में मिर्च उगी। पृथ्वी पर German Aerospace Center ने 2018 से 2023 तक Neumayer III से 400 m दूर अंटार्कटिका में EDEN ISS ग्रीनहाउस चलाया। पहले मौसम में 12.5 m² पर 268 kg भोजन उगा, प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड 330 से 600 माइक्रोमोल रोशनी, 21 °C और लगभग 1,000 ppm कार्बन डाइऑक्साइड पर।

मॉडल में छह क्यारियाँ हैं: पत्तेदार रैक, सलाद, ज़ीनिया, मिर्च, मूली और बौना गेहूँ। दूर सिरे पर मंगल मिट्टी की ट्रे है, जिस पर पहले परक्लोरेट धोने की सूचना है। यहाँ मंगल का फ़ायदा है: हवा लगभग पूरी पौधों की ज़रूरत वाली कार्बन डाइऑक्साइड है, इसलिए बाहर से ले सकते हैं।

धूल की आँधी में कितने पैनल चाहिए

आँकड़ा मौसम, अक्षांश और धूल के अनुसार पूरे सोल में एक सपाट पैनल को मिलने वाली धूप जोड़ता है। चरण ऐसे हैं:

1. वायुमंडल के ऊपर धूप। मंगल की सौर दूरी पृथ्वी की लगभग 1.38 से 1.67 गुनी होती है। प्रवाह 1,361 W/m² को दूरी के वर्ग से भाग देकर मिलता है, इसलिए लगभग 715 से 490 W/m² है। मौसम स्लाइडर कक्षा में घुमाता है; उपसौर Ls 251° पर है।
2. सूरज की ऊँचाई। हर पल मॉडल अक्षांश (22° N) और मौसमी क्रांति से सूरज की ऊँचाई निकालता है और सपाट पैनल के लिए ऊँचाई की ज्या से गुणा करता है।
3. धूल। सीधी किरण e^(−τ/μ) गुणक से घटती है, जहाँ τ धूल की प्रकाशीय गहराई और μ सूरज की ऊँचाई की ज्या है। कुछ बिखरी रोशनी आती है; मॉडल में बहुत घनी धूल पर यह भी घटती है। यह आख़िरी चरण मॉडल का चुनाव है ताकि बहुत धूल एक सोल की धूप दस गुने से अधिक घटाए।
4. पैनल। हर पैनल 2.5 m × 1.5 m, यानी 3.75 m² है और 25% रोशनी बिजली बनाता है, यह मॉडल मान है।

साफ़ हवा (τ 0.5), Ls 0° पर एक पैनल लगभग 2.6 kWh प्रति सोल देता है। बेस लगातार 5 kW लेता है, 5 × 24.66 = 123 kWh प्रति सोल, इसलिए लगभग 48 पैनल चाहिए। τ 5 पर उसी पैनल से लगभग 0.67 kWh और ज़रूरत लगभग 184 है। जून 2018 जैसे तूफ़ान में, Opportunity पर अनुमानित τ 10.8 हो तो 400 से अधिक चाहिए। यही पहला काम और NASA के विखंडन की ओर लौटने का कारण है।

सूरज न मिले तो विखंडन बिजली

NASA के Kilopower ने नवंबर 2017 से मार्च 2018 तक Nevada National Security Site में छोटा KRUSTY, Kilopower Reactor Using Stirling Technology, जाँचा। यूरेनियम-235 कोर ने सोडियम ऊष्मा पाइप गरम किए, जिन्होंने स्टर्लिंग इंजन तक गर्मी पहुँचाई और बिजली बनी। परीक्षण में 28 घंटे का पूर्ण शक्ति संचालन था। काम NASA की सतही विखंडन परियोजना को गया, जिसका लक्ष्य चाँद पर 10 kW श्रेणी का प्रदर्शन है।

रिएक्टर को रात या धूल से फ़र्क़ नहीं पड़ता। उसकी कमियाँ द्रव्यमान, विकिरण और गर्मी हैं। मॉडल का रिएक्टर बिजली मैदान के दूर सिरे पर मिट्टी के बाँध के पीछे है। पंख इंजन की अनुपयोगी गर्मी निकालते हैं। असली रिएक्टर बहुत दूर होगा; योजनाओं में सैकड़ों मीटर से एक किलोमीटर है।

Curiosity और Perseverance दूसरी तरह की नाभिकीय बिजली इस्तेमाल करते हैं। पीछे का पंखों वाला बहु-मिशन रेडियोआइसोटोप तापविद्युत जनरेटर प्लूटोनियम डाइऑक्साइड के क्षय की गर्मी को मिशन शुरू में लगभग 110 W में बदलता है, दिन-रात।

साँस की ऑक्सीजन और रॉकेट की ऑक्सीजन

MOXIE ने साबित किया कि मंगल की मशीन हवा से ऑक्सीजन बना सकती है। बेस में उसका हिसाब लगाने के लिए साँस से शुरू करें। NASA जीवन-सहारा आधार हर सदस्य के लिए रोज़ 0.82 kg देता है। चार लोग एक सोल (24.66 घंटे) में 4 × 0.82 × 24.66 / 24 = 3.37 kg लेते हैं।

सर्वश्रेष्ठ 12 g प्रति घंटा पर एक MOXIE जैसी इकाई 12 × 24.66 = 296 g प्रति सोल बनाती है। 3.37 kg को 0.296 kg से भाग देने पर 11.4 है, इसलिए बारह इकाइयाँ चार लोगों की साँस चलाएँगी। यही ऑक्सीजन का काम है।

साँस छोटा हिस्सा है। NASA योजनाओं में अधिकतर ऑक्सीजन दल को कक्षा में वापस ले जाने वाले यान में जाती है, क्योंकि रॉकेट प्रणोदक का अधिकांश द्रव्यमान ऑक्सीजन है। यह टनों की बात है, किलोग्राम की नहीं। इसलिए मॉडल में पूरा कंटेनर संयंत्र है और पैड से रॉकेट तक पाइप है।

मैदानों के नीचे बर्फ़

पानी पेय, विकिरण ढाल और ऑक्सीजन व रॉकेट ईंधन का कच्चा माल है। मंगल पर बहुत है, जमा हुआ। NASA के Mars Reconnaissance Orbiter के SHARAD ने Utopia Planitia में लगभग Lake Superior जितना पानी वाला दबा भंडार पाया। उसी ऑर्बिटर के HiRISE को मध्य अक्षांश की खड़ी ढलानों पर पतली धूल के नीचे लगभग शुद्ध बर्फ़ मिली, कहीं केवल एक-दो मीटर नीचे। NASA Subsurface Water Ice Mapping ने कई ऑर्बिटर आँकड़े जोड़कर सतह के पास बर्फ़ के नक़्शे बनाए।

मॉडल में ड्रिल, पानी टैंक, पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में बाँटने की इकाई, कार्बन डाइऑक्साइड व हाइड्रोजन से मीथेन और पानी बनाने वाला Sabatier रिएक्टर, छोटा खुदाई यंत्र और खनिजों में पानी वाली मिट्टी की भट्ठी है। चट्टान ऐसी ही बर्फ़ ढलान का मॉडल है।

रोवर, पहिए और असली अधिकतम गति

मंगल के हर रोवर को जानबूझकर धीमा रखा गया है। रास्ता पृथ्वी पर बनता है, कैमरे ख़तरे देखते हैं और पहिए अनमोल हैं। रोवर की रफ़्तार नियंत्रण बेस के रोवर को सपाट कठोर ज़मीन की इनमें से एक अधिकतम गति पर रखता है:

आँगन के रोवर के पास खड़े होकर R दबाएँ या चलाएँ पर टैप करें। फिर Curiosity की गति पर देखें कि एक मिनट में कहाँ पहुँचते हैं।

गैरेज में सूटपोर्ट वाला कल्पित चालक दल रोवर, छोटी सैर का खुला रोवर और दो पहिए हैं। Curiosity के 50 cm चौड़े, लगभग 0.75 mm परत वाले एल्युमिनियम पहियों में 2013 से नुकीले पत्थरों के छेद व फटाव आए। चालक अब बचाव वाले रास्ते चुनते हैं। NASA Glenn का जवाब आकार-स्मृति मिश्रधातु तार का टायर है जो पत्थरों पर मुड़कर वापस आता है।

लैंडिंग पैड और उड़ती बजरी

ढीली ज़मीन पर रॉकेट मिट्टी और पत्थर तेज़ी से बाहर फेंकता है। Apollo 12 चाँद पर Surveyor 3 से 163 m दूर उतरा और लौटाए गए Surveyor हिस्सों पर प्रहार के गड्ढे थे। NASA का plume surface interaction अध्ययन चाँद और मंगल के लिए यही देखता है। मॉडल का उत्तर पक्का पैड, उड़ता मलबा पकड़ने को मिट्टी का बाँध और दूरी है। असली योजनाएँ आवास से लगभग एक किलोमीटर दूर पैड रखती हैं; मॉडल इसे लगभग 190 m पर लाता है ताकि चल सकें।

पैड का लैंडर सामान्य है, पैरों वाला शंकु जो कई चालक दल लैंडर अध्ययनों को दर्शाता है। किसी कंपनी के यान पर नहीं बना। पास में NASA के अध्ययन जैसा चढ़ान यान है, जिसमें सतह पर स्थानीय ऑक्सीजन भरी जाएगी।

मंगल पर काम कर चुके हर लैंडर और रोवर

यान मैदान में उतरकर आँकड़े भेजने वाले हर यान का असली आकार वाला मॉडल और पट्टी है:

Mars 3 पहले धीरे उतरा, लेकिन एक मिनट के अंदर चुप हुआ, इसलिए Viking 1 को सामान्यतः सतह पर काम करने वाला पहला माना जाता है। आकार प्रकाशित आँकड़ों से हैं: Viking के पैर लगभग 3 m फैलते हैं, Curiosity और Perseverance 3 m लंबे हैं, InSight के दो गोल पैनल लगभग 6 m फैलते हैं, Phoenix के 5.5 m। बारीकियाँ सरल हैं; कार्ड बताते हैं कि हर मशीन को क्या मिला।

Ingenuity की शुरुआती उड़ानें

Ingenuity का द्रव्यमान 1.8 kg है और दो विपरीत घूमते रोटर 1.2 m चौड़े हैं। 19 अप्रैल 2021 को वह 3 m उठा और 39.1 सेकंड ठहरा, दूसरे ग्रह की पहली नियंत्रित मोटरयुक्त उड़ान। उड़ान वाला काम अगली दूरियाँ असली जगह पर रखता है: उड़ान 3 में 50 m जाकर वापसी, उड़ान 4 में 133 m जाकर वापसी और उड़ान 5 में 129 m एक तरफ़ नए हवाई मैदान B तक। चलने में कुछ मिनट लगते हैं। इससे 1.8 kg विमान के लिए पृथ्वी की 1% घनत्व वाली हवा में "133 m" का अर्थ महसूस होता है। जनवरी 2024 में रोटर क्षतिग्रस्त होने से पहले उसने 72 उड़ानें भरीं।

नज़ारा स्थल से क्या दिखता है

आँगन के उत्तर में दिशासूचक और रोवरों की जाँची ज़मीन के नमूने हैं।

• Gale गड्ढा 154 km चौड़ा है। बीच में लगभग 5 km ऊँचा परतदार Mount Sharp है, जिस पर Curiosity परत-दर-परत चढ़ता है। नज़ारा स्थल का परतदार टुकड़ा ऐसी चट्टान दर्शाता है।
• Jezero गड्ढा, 45 km चौड़ा, कभी नदी से भरती झील था जिसने पंखे जैसा डेल्टा छोड़ा। Perseverance वहाँ काम करता है।
• ब्लूबेरी लौह ऑक्साइड हेमेटाइट की छोटी धूसर गोलियाँ हैं जो Opportunity को Meridiani Planum में मिलीं। वे चट्टान में रिसते पानी में बनीं। उस जगह खड़े होकर काम पूरा करें।
• बेसाल्ट रेत के गहरे टीले हर साल थोड़ा सरकते हैं। गरम उठती हवा के धूल के बवंडर मैदान घूमते हैं; Spirit ने Gusev में बहुत से फ़िल्माए।
• Olympus Mons लगभग 600 km चौड़ा और 22 km ऊँचा है। मॉडल काल्पनिक रूप से बेस को शिखर से 330 km पश्चिम रखता है और ढाल ज्वालामुखी बिना किनारे की चट्टानों के सरल शंकु बनाता है। 330 km पर ज़मीन d² / 2R = 330² / (2 × 3,389.5) = 16 km नीचे मुड़ती है, इसलिए शिखर क्षितिज से केवल लगभग 1° ऊपर होगा। लगभग 120 km दूर पास की ढलान अधिक, लगभग 2° ऊपर है और उसे छिपाती है। पूर्वी क्षितिज पर लंबी नीची धार दिखती है, शिखर कभी नहीं।

Phobos, Deimos और शाम का तारा

मंगल के दो छोटे चाँद हैं। Phobos, 27 × 22 × 18 km, सतह से केवल लगभग 6,000 km ऊपर है और 7 घंटे 39 मिनट में चक्कर लगाता है, मंगल के घूमने से तेज़। इसलिए पश्चिम से उगकर पूर्व में डूबता है, लगभग चार घंटे में आसमान पार करता है, एक सोल में दो बार। ज़मीन से वह पृथ्वी के चाँद की लगभग एक तिहाई चौड़ाई दिखता है। लगभग 12 km चौड़ा और दूर का Deimos चमकीले तारे जैसा है। समय स्लाइडर चलाकर दोनों देखें।

मंगल से पृथ्वी भीतरी ग्रह है, जैसे हमारे लिए शुक्र। वह सूरज से लगभग 47° से अधिक दूर नहीं जाती और नीले शाम या सुबह के तारे जैसी है। मॉडल पृथ्वी-मंगल दूरी से जगह तय करता है: 17.2 करोड़ km पर लगभग 41° दूर, सूर्यास्त के बाद कुछ घंटे देखने लायक ऊँची। आज की दूरी चालू करने पर NASA JPL के अनुमानित कक्षीय अवयवों से आज की असली जगह गणना होती है। Curiosity ने 31 जनवरी 2014 को Gale से पृथ्वी और चाँद लिए थे।

मॉडल असली बेस से कहाँ अलग है

• बेस की व्यवस्था और हर आकार मॉडल के लिए बनाए गए हैं। NASA के अध्ययन हैं, अंतिम डिज़ाइन नहीं।
• हिस्से पास हैं ताकि आप चल सकें। असली योजनाएँ पैड और रिएक्टर आवास से सैकड़ों मीटर से एक किलोमीटर दूर रखती हैं।
• आवास का खुला मॉडल NASA की CHAPEA कमरों की सूची अपनाता है, उसका फ़र्श नक़्शा नहीं।
• अक्षांश (22° N), Olympus Mons से 330 km पश्चिम की जगह और आसपास का भूभाग काल्पनिक हैं।
• सौर उत्पादन 25% पैनल दक्षता और सरल धूल मॉडल से है; असली उत्पादन झुकाव, तापमान और काँच की धूल से भी बदलता है।
• तापमान Viking 1 की सीमाओं के बीच चिकना वक्र है; असली मौसम, जगह और धूल पर निर्भर है।
• यान असली आकार के पर सरल हैं और साथ खड़े हैं, जबकि असली पूरे ग्रह में बिखरे हैं।
• छलाँग सूट का द्रव्यमान नहीं गिनती।