Kommer mänsklig rymdfluga någonsin att vara säker?

Farorna med mänsklig rymdflykt kommer att vara på många människors sinnen under nästa vecka, eftersom NASA och nationen firar tre rymdtragedier.

För tjugofem år sedan på fredagen (28 jan) bröt rymdfärjan Challenger ut mindre än två minuter efter lanseringen och dödade alla sju astronauterna ombord. Den 1 februari 2003 försvann shuttle Columbia och hennes sju astronautbesättning under återinträde i jordens atmosfär. Och den 27 januari 1967 dödade en brand under ett jordprov tre astronauter som förberedde sig för Apollo I-uppdraget.

Dessa olyckor förstärker tanken att att skicka människor till rymden är en inneboende riskabel strävan, och kommer att fortsätta att vara riskabelt under en längre tid, säger experter. Många faktorer samverkar för att göra så, inklusive de extrema energier som behövs för att nå jordens omlopp och den oförstörbara miljön i rymden.

"Vi måste fortsätta med att erkänna att det här är farliga saker, och vi måste behandla det på så vis," berättade Bryan O'Connor, chef för NASA: s säkerhets- och missionens försäkringsbyrå, på ProfoundSpace.org. "Det är värt att göra, om vi har ett bra uppdrag. Men vi kan inte spela risken för det." [Infographic: Farorna med mänsklig rymdfluga]

Människa rymdflygning: Av siffrorna

NASA har lanserat 132 bemannade pendlingsuppdrag i 30-års rymdfärjeprogrammet. Byrån har förlorat två av dem - Challenger och Columbia.

Rysslands Soyuz-program har en liknande misslyckande, med två dödsolyckor på drygt 100 bemannade uppdrag - även om Soyuz inte har haft en dödlighet på nästan 40 år.

Shuttle och Soyuz riskerna är således i samma ballpark som chanserna att dö när man försöker klättra Mount Everest. Från 1922 till 2006 sa en av de 49 personer som åkte till klättringen att dö, sa O'Connor.

Risken tar på sig ett helt nytt perspektiv jämfört med säkerhetsregistret för kommersiell luftfart. Under 2010 hade amerikanska flygbolag inte en enda dödlig olycka trots att de tagit till skien mer än 10 miljoner gånger och transporterade cirka 700 miljoner passagerare.

Problemen

Att jämföra en raketdriven resa till en jordbana med en redning från San Francisco till Los Angeles är dock inte riktigt rättvis - de är två helt olika djur.

Att komma till rymden har traditionellt krävt enorma mängder energi, vilket kan vara farligt att producera. Utrymmet i rymden ställer andra utmaningar för ett rymdskepp och hennes besättning, till exempel höga strålningsnivåer och snabba orbitalavfall.

Att komma tillbaka till jordens relativt vänliga gränser är inte lätt, eftersom återinmatning genererar extrema temperaturer som kan brinna genom rymdfarkostens yttre.

"Att starta människor i rymden är inte lätt," berättade Bob Doremus, säkerhetschef för NASAs transportprogram, på ProfoundSpace.org. "Och vi har lärt oss det med tiden genom några mycket svåra lektioner i shuttle-programmet."

Öva, öva, öva

En stor anledning till mänsklig rymdflight är fortfarande så riskabelt att det är så dyrt, enligt O'Connor.

I luftfartsverdenen är det vanligt att prova-flyga ett nytt flygplan några tusen gånger för att försäkra sig om att allt fungerar ordentligt och alla kinks blir utarbetade, säger O'Connor. Men kostnadsproblem gör så omfattande flygprovning ganska mycket omöjligt för rymdskepp, tillade han.

"I rymdflight är det så dyrt att vi tenderar att börja flyga våra uppdrag väldigt mycket tidigt i utvecklingsfasen", säger O'Connor. "Vi bevisar vårt system medan vi gör vårt uppdrag med det. Vi har inte lyxen att göra de i serie."

Det är sant för rymdfärjan, som för första gången bar människor i rymden år 1981 och är inställd att gå i pension senare i år.

"Jag tror att skytteln fortfarande är i en flyg-testmiljö", säger O'Connor. "Det är inte verkligt operativt och förmodligen aldrig, även om vi flög det ytterligare 10 till 15 år."

Flygprov är nyckeln till den framväxande privata rymdsektorn, enligt Virgin Galactic VD och president George Whitesides. Virgin Galactic planerar att lansera kommersiella turisterna till suborbitalutrymme snart, kanske nästa år eller så.

Virgin Galactics mål är helt annorlunda än NASAs, så säkerhetsfrågorna och utsikterna för de två enheterna är inte direkt jämförbara. Men vikten av övning är ett gemensamt band.

"Det bästa du behöver göra är att flyga," sade White Whites på ProfoundSpace.org. "Du kan köra så många modeller som du vill, och över tiden kommer dessa modeller att ta på sig alltmer sofistikerade. Men i slutet av dagen flyger det ett riktigt fordon som är det viktigaste för att förbättra systemets säkerhet. "

Säkerheten kommer att förbättras över tid

Liksom luftfart kommer människans rymdflygning att bli säkrare och säkrare under åren och kunskapen växer, enligt experter.

"Även om det alltid kommer att vara ganska riskabelt kommer risken att minska med erfarenhet", säger John Logsdon, en rymdpolitisk expert och professor emeritus vid George Washington University i Washington, D.C.

Tekniska framsteg bör också hjälpa, sade O'Connor och noterade att framdrivningssystemen kan bli mer tillförlitliga och strukturer som är mer kapabla att motstå de extrema belastningarna som rymdflugten ålägger.

Andra säkerhetsgenombrott kan komma i innovativ rymdfarkost eller uppdragsdesign, speciellt om denna design betonar enkelhet, enligt Logsdon. Tanken är att ju mindre komplexa ett rymdskepp eller raket är, desto färre saker kan gå fel med det.

"Den bästa vägen att minska risken är att ha ett enkelt system," berättade Logsdon på ProfoundSpace.org.

Whitesides överens om att enkelhet är nyckeln. Enkelhet är ett överordnat designmål för Scaled Composites, det Kalifornien-företaget som byggt Virgin Galactics SpaceShipTwo, tillade han.

"Jag vet inte om jag skulle kalla det ett enkelt fordon. Det är trots allt ett rymdskepp," sade White. "Men det är så enkelt som det kan vara att uppnå det angivna målet."

Virgin Galactics uppdragsdesign bidrar också till att maximera säkerheten, tillade han. SpaceShipTwo brinner inte en rakett för att starta in i rymden tills den är 50 000 fot upp i atmosfären, bärs till den höjden av ett moderskap. Och rymdskeppet landar på en landningsbana, svängarstil.

"Den första och sista 50 000 foten hanteras genom väletablerad flygteknik," sa White.

Gör det hänt

Whitesides uttryckte förtroende för att med tanke på några årtionden kan rymdflygning vara lika säker som många andra transportsätt. Men att komma dit blir en process, sa han.

Den processen är igång och har varit sedan Yuri Gagarin blev den första människan i rymden 1961. Och det främjas av de 400 eller så människor som redan har lagt ner inlåning för flygningar på SpaceShipTwo, sa Whitesides.

"Dessa människor är de som stiger upp och säger," Jag är villig att lägga ner mina pengar, jag är villig att flyga på de fordon vi har nu ", säger Whitesides. "Det är självklart vårt ansvar att göra dessa fordon så säkra som möjligt."

Mänsklig rymdflight för tillfället kan komma med risker, men de potentiella fördelarna - utforska solsystemet, och möjligen etablera utposter på andra världar - är värda det för många människor.

Det viktiga är att inte undersell den risken utan snarare att uppskatta det, studera det och arbeta för att minimera det så mycket som möjligt, sa experter.

"Om du tar en risk med dina ögon öppna och du förstår det, så kan du verkligen gå vidare," sa Doremus.