Elon Musk, grundaren av SpaceX och Tesla, har släppt nya detaljer om sin vision att kolonisera delar av solsystemet, inklusive Mars, Jupiters måne Europa och Saturnus måne Enceladus. Hans gung ho-planer – utformade för att göra människor till en multiplanetär art i fall civilisationen kollapsar – inkluderar att starta flygningar till Mars så tidigt som 2023.

Detaljerna, precis publicerad i tidskriften New Space, är verkligen ambitiösa. Men är de realistiska? Som någon som arbetar med utforskning av solsystemet, och Europeiska rymdorganisationens nya Mars-rover i synnerhet, Jag tycker att de är otroliga på flera sätt.

För det första, låt oss inte avfärda Musk som en Silicon Valley-dagdrömmare. Han har redan haft enorma framgångar med raketuppskjutningar till rymden. Hans papper föreslår flera intressanta sätt att försöka ta sig till Mars och bortom - och han siktar på att bygga en "självförsörjande stad" på den röda planeten.

Idén beror på att få billigare tillgång till rymden – tidningen säger att kostnaden för resor till Mars måste sänkas med "fem miljoner procent". En viktig del av detta kommer att vara återanvändbar rymdteknik. Detta är en utmärkt idé som Musk redan implementerar med imponerande landningar av raketsteg tillbaka på jorden – utan tvekan ett enormt tekniskt steg.

Att tillverka bränsle på Mars och stationer bortom det är något han också föreslår, för att göra kostnaderna genomförbara. Experiment mot detta pågår, att visa att det är viktigt att välja rätt drivmedel. MOXIE-experimentet på NASA 2020-rovern kommer att undersöka om vi kan producera syre från atmosfärisk CO ₂ på Mars. Detta kan vara möjligt. Men Musk skulle vilja göra metan också – det skulle vara billigare och mer återanvändbart. Detta är en knepig reaktion som kräver mycket energi.

Än, än så länge, det hela är ganska genomförbart. Men planerna blir sedan mer och mer otroliga. Musk vill skjuta upp enorma rymdskepp i omloppsbana runt jorden där de kommer att tankas flera gånger med hjälp av boosters som skjuts upp från marken i väntan på att bege sig till Mars. Var och en kommer att utformas för att ta 100 personer och Musk vill lansera 1, 000 sådana fartyg inom loppet av 40 till 100 år, gör det möjligt för en miljon människor att lämna jorden.

Det skulle också finnas interplanetära tankstationer på kroppar som Enceladus, Europa och till och med Saturnus måne Titan, där det kan ha funnits, eller kan fortfarande vara, liv. Bränsle skulle produceras och lagras på dessa månar. Syftet med dessa skulle vara att göra det möjligt för oss att resa djupare i rymden till platser som Kuiperbältet och Oorts moln.

"Red Dragon"-kapseln föreslås som en potentiell landare på sådana uppdrag, använder framdrivning i kombination med annan teknik snarare än fallskärmar som de flesta Mars-uppdrag gör. Musk planerar att testa en sådan landning på Mars 2020 med ett obemannat uppdrag. Men det är oklart om det är genomförbart och bränslebehovet är enormt.

Paj i skyn?

Det är tre enormt viktiga saker som Musk missar eller avfärdar i tidningen. Uppdrag som ExoMars 2020-rover – och planer på att returnera prover till jorden – kommer att söka efter tecken på liv på Mars. Och vi måste invänta resultaten innan vi potentiellt förorenar Mars med människor och deras avfall. Planetariska kroppar omfattas av regler för "planetskydd" för att undvika kontaminering och det är viktigt för vetenskapen att alla framtida uppdrag följer dem.

Ett annat problem är att Musk avfärdar en av de största tekniska utmaningarna med att vara på Mars-ytan:temperaturen. Med bara två meningar avslutar han:

Det är lite kallt, men vi kan värma upp det. Det har en mycket hjälpsam atmosfär, som, är främst CO ₂ med lite kväve och argon och några andra spårämnen, innebär att vi kan odla växter på Mars bara genom att komprimera atmosfären.

I verkligheten, temperaturen på Mars sjunker från cirka 0°C på dagen till nästan -120°C på natten. Att arbeta i så låga temperaturer är redan extremt svårt för små landare och rovers. Faktiskt, det är ett problem som har lösts med värmare i designen för 300 kg ExoMars 2020-rovern – men mängden ström som krävs skulle sannolikt vara en show-stopper för en "självförsörjande stad".

Musk ger inga detaljer om hur man värmer upp planeten eller komprimerar atmosfären – som var och en är enorma tekniska utmaningar. Tidigare, science fiction-författare har föreslagit "terraforming" - möjligen involverat att smälta dess iskappor. Detta förändrar inte bara miljön för alltid utan skulle också vara utmanande eftersom det inte finns något magnetfält på Mars som hjälper till att behålla den nya atmosfären som en sådan manipulation skulle skapa. Mars har förlorat sin atmosfär gradvis i 3,8 miljarder år – vilket betyder att det skulle vara svårt att hindra en sådan uppvärmd atmosfär från att fly ut i rymden.

Det sista stora problemet är att det inte nämns något om strålning bortom jordens magnetiska kokong. Resan till och livet på Mars skulle vara sårbart för potentiellt dödliga kosmiska strålar från vår galax och från solutbrott. Prognoser för solflammor är i sin linda. Med nuvarande skärmningsteknik, bara ett bemannat tur och returuppdrag till Mars skulle utsätta astronauterna för upp till fyra gånger de rekommenderade karriärgränserna för astronauter av strålning. Det kan också skada obemannade rymdfarkoster. Arbete pågår med att förutsäga rymdväder och utveckla bättre avskärmning. Detta skulle mildra en del av problemen – men vi är inte där än.

För uppdrag längre bort, Det finns också frågor om temperatur och strålning när man använder Europa och Enceladus som bensinstationer – utan att det saknas ordentliga ingenjörsstudier som bedömer dem. Dessa månar badar i de starkaste strålningsbälten i solsystemet. Vad mer, Jag skulle ifrågasätta om det är användbart att se dessa spännande vetenskapliga mål, förmodligen ännu mer sannolikt än Mars att vara värd för nuvarande liv, som "drivmedelsdepåer".

Planerna för att gå vidare till Kuiperbältet och Oorts moln med människor ligger fast på science fiction-arenan – det är helt enkelt för långt och vi har ingen infrastruktur. Faktiskt, om Musk verkligen vill skapa ett nytt hem för människor, månen kan vara hans bästa val – den är trots allt närmare, vilket skulle göra det mycket billigare.

Som sagt, Att sikta högt betyder vanligtvis att vi kommer att uppnå något – och Musks senaste planer kan hjälpa till att bana väg för senare utforskning.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.