Twoja wyszukiwarka

LESZEK KALLAS
KOLONIZACJA MARSA
Wiedza i Życie nr 7/1997
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1997

JEDEN Z PROJEKTÓW KOLONIZACJI MARSA PRZEWIDUJE WYSŁANIE ZAŁOGOWEJ WYPRAWY NA TĘ PLANETĘ JUŻ ZA 10 LAT!

Przyzwyczailiśmy się już do lotów kosmicznych, zdjęć z kosmosu i sond opuszczających granice Układu Słonecznego. Podróże kosmiczne - w przeciwieństwie do komputeryzacji i telekomunikacji - nie zrewolucjonizowały jednak współczesnego świata. Ogromne koszty wysłania każdej rakiety powodują, że nikt już nie planuje wypraw na nowe ciało niebieskie po to tylko, by zatknąć flagę, zrobić zdjęcia i czym prędzej wrócić. Badania kosmiczne muszą być przydatne, stosunkowo tanie i owocne w długiej perspektywie, w przeciwnym razie istniejące centra kosmiczne ograniczą działalność do komercyjnego wystrzeliwania na ziemską orbitę satelitów telekomunikacyjnych i innych ładunków handlowych. Zmienił się też charakter wyścigu zbrojeń i dlatego skończył się wyścig kosmiczny, podszyty strachem, by przeciwnik nie zbudował pierwszy nowocześniejszych rakiet. Dawni konkurenci współpracują dziś ze sobą w dziedzinie badań kosmicznych. Wspólnie budują elementy przyszłej międzynarodowej stacji kosmicznej i opracowują plany wypraw na Marsa.

Pierwsze lądowanie na Srebrnym Globie przyniosło oczekiwany efekt propagandowy (w końcu Amerykanie definitywnie wyprzedzili Rosjan, zamiast podążać w ich ślady) oraz uspokoiło nieco generałów i polityków, zatroskanych przewagą ZSRR w dziedzinie technik rakietowych. Ponieważ do bezpośredniego lotu z Ziemi na powierzchnię Księżyca i z powrotem potrzebna byłaby rakieta nośna o dwukrotnie większym udźwigu niż Saturn 5, zdecydowano się na lot, z wykorzystaniem jednego Saturna 5, na okołoksiężycową orbitę parkingową, z której załoga wyruszyła na Księżyc w małym lądowniku. Po krótkim pobycie na powierzchni statek lądowniczy powrócił na orbitę okołoksiężycową, połączył się ze statkiem i odleciał na Ziemię. Rozważano też trzeci wariant: złożenie na orbicie okołoziemskiej dużego statku z dwóch Saturnów 5, który w całości wylądowałby na Księżycu i następnie powrócił na Ziemię.

Ludzi na Marsa planowano wysłać na początku lat dziewięćdziesiątych, ekstrapolując w prosty sposób pomysł misji Apollo, autorstwa Wernhera von Brauna. Rozważana od dawna załogowa wyprawa na Marsa przybiera jednak obecnie nowy kształt koncepcyjny.

W lipcu 1989 roku, dwadzieścia lat po pierwszym lądowaniu na Księżycu, prezydent George Bush ogłosił nową amerykańską inicjatywę kosmiczną. Pragnął, by Ameryka utrzymała wiodącą pozycję w badaniach kosmosu i osiągnęła cel równie ambitny, jak wysłanie ludzi na Księżyc w latach sześćdziesiątych. Wskazał kierunek prac: budowę stacji orbitalnej i baz księżycowych jako preludium do załogowej misji na Marsa. Opracowanie koncepcji zlecił zespołowi, reprezentującemu rozmaite ośrodki badawcze NASA. Raport, przygotowany przez establishment NASA w trzy miesiące, powielał stare plany von Brauna i pozbawiony był oryginalnych i nowatorskich pomysłów.

Gigantyczny statek kosmiczny miałby zanieść na Marsa załogę wraz z paliwem niezbędnym do odbycia drogi powrotnej i z wszystkimi potrzebnymi zapasami, w tym z wodą. W rezultacie czas pobytu załogi na Marsie byłby ograniczony (nie można zabrać zbyt wiele zapasów). Poza tym statek, wiozący paliwo i zapasy, byłby tak wielki, że nie dałby rady wystartować z Ziemi i musiałby zostać złożony na orbicie, stamtąd wystartować i wejść na trajektorię rejsową Ziemia-Mars.

Po trwającej ponad pół roku podróży międzyplanetarnej statek osiągnąłby parkingową orbitę okołomarsjańską, gdzie pozostałby do momentu rozpoczęcia powrotu na Ziemię. Astronauci dotarliby na powierzchnię planety w małym statku lądowniczym, zostawiając na orbicie główny statek i, ewentualnie, część załogi. Pospieszny powrót na Ziemię po kilku tygodniach pobytu (nie dłużej niż miesiąc) odbywałby się po niekorzystnej, wymagającej większej ilości paliwa, trajektorii rejsowej Mars-Ziemia.

Zespół opracowujący opisany tu raport planował, że przed załogowym lotem na Marsa zostaną przeprowadzone wszelkie możliwe badania i testy, nawet zupełnie nie związane z Czerwoną Planetą, m.in. rozważano budowę stacji kosmicznej i baz na Księżycu. Z uwagi na rozmach przedsięwzięcie byłoby bardzo drogie: konieczne fundusze oszacowano na 450 miliardów dolarów. Nietrudno się domyślić, że nawet w USA tak kosztowny program nie miałby szans na realizację.

W przeciwieństwie do kosztów przedsięwzięcia, znacznie mniej imponująco przedstawiałyby się korzyści. Krótki pobyt na powierzchni Marsa wyklucza prowadzenie pożytecznych badań, natomiast okres spędzony przez kosmonautów w otwartej przestrzeni kosmicznej, w warunkach zerowej grawitacji i bez solidnej osłony przed silnym promieniowaniem kosmicznym byłby bardzo długi.

Perspektywy załogowej misji marsjańskiej, poprzedzonej tyloma wstępnymi etapami, od początku budziły wątpliwości. Gdyby Kongres USA zaakceptował ten niesłychanie drogi projekt i udałoby się wysłać ludzi na Marsa, szanse na powtórzenie wyczynu byłyby nikłe. Samo dostarczenie na orbitę potrzebnego sprzętu wymagałoby wielu kolejnych startów rakiet z powierzchni Ziemi. Pomijając kwestię kosztów i sposobu, niejasny byłby cel podobnej wyprawy.

Po co właściwie lecieć na Marsa? Co można tam robić poza prowadzeniem pomiarów, badań i obserwacji? Od sierpnia ubiegłego roku powróciła kwestia, która nieco przycichła od czasu lądowania Vikingów - odnaleźć ślady życia na powierzchni Marsa lub pod jego powierzchnią, wyjaśnić, czy na tej planecie kiedykolwiek istniało życie (patrz: Życie na Marsie, "WiŻ" nr 11/1996). Niektórzy naukowcy, od dawna pasjonujący się Czerwoną Planetą i nie akceptujący propozycji zawartych w raporcie z 1989 roku, sugerują, by skoncentrować się na ocenie możliwości życia na Marsie w przyszłości. Chodzi z jednej strony o szansę kolonizacji Marsa, z drugiej zaś o zbadanie perspektyw terraformowania, czyli przekształcenia Marsa na podobieństwo Ziemi, a więc w żywą, ciepłą i wilgotną planetę: z podobnymi do ziemskiej atmosferą i biosferą. Tu roboty i sondy bezzałogowe nie wystarczą. Odpowiedzi na te pytania mogą znaleźć jedynie ludzie. Nie wystarczyłaby też pojedyncza wyprawa. Jeżeli myślimy poważnie o zasiedleniu Marsa, musimy znaleźć sposób na zorganizowanie stosunkowo tanich, wielokrotnych załogowych misji marsjańskich. W tym celu należy uporać się z podstawowymi trudnościami: ciężarem przewożonego ładunku i kosztem wyprawy.

Opracowany przez Roberta Zubrina i jego współpracowników projekt Mars Direct jest próbą rozwiązania tego problemu. Okazuje się, że bez trudu można produkować na powierzchni Marsa rakietowe materiały napędowe z miejscowych, marsjańskich składników. Dzięki temu do bezpośredniego startu statku z powierzchni Ziemi na Marsa wystarczy nowoczesna rakieta nośna na paliwo stałe klasy Saturna 5. Pierwszy bezzałogowy statek mógłby przenieść na Marsa instalacje chemiczne i roboty oraz posłużyć jako statek powrotny dla pierwszej misji. Po dwóch latach produkcji paliwa, kontrolowanej z Ziemi, i sprawdzeniu jego jakości, statek powrotny samodzielnie załadowałby się odpowiednią mieszaniną napędową, a równocześnie wystartowałaby pierwsza załogowa wyprawa (w tym samym czasie wyruszyłby z Ziemi bezzałogowy statek, mający wyprodukować paliwo dla drugiej załogowej misji, która wystartowałaby za kolejne dwa lata). Lądowanie odbyłoby się w miejscu sprawdzonym przez poprzedni statek.

W module mieszkalnym na powierzchni Marsa czteroosobowa załoga spędziłaby rok lub półtora, prowadząc badania i podróżując w terenowych pojazdach (roverach) napędzanych tym samym marsjańskim paliwem, co rakiety. Gdy pierwsza wyprawa wyruszy w drogę powrotną, z Ziemi wystartuje druga załogowa misja i trzeci bezzałogowy statek z aparaturą chemiczną (dla trzeciej załogowej wyprawy). Co dwa lata startowałyby z Ziemi dwa statki: jeden z załogą, lecący w miejsce, gdzie stoi wypełniony paliwem statek powrotny, wysłany dwa lata wcześniej; oraz drugi, bez załogi, zmierzający w nowe miejsce, by wyprodukować paliwo i czekać na przybycie następnych astronautów.

Realizacja projektu Zubrina zakłada powstanie w miejscach lądowania kolejnych marsjańskich misji sieci baz (modułów mieszkalnych), przydatnych w trakcie odkrywania i poznawania Czerwonej Planety. Dłuższa obecność na Marsie i jego kolonizacja wymaga jednak zbudowania stałej, większej bazy, mieszczącej kilkadziesiąt lub kilkaset osób. Konstrukcja mieszkalna miałaby prawdopodobnie kształt sferyczny, być może częściowo ukryty pod marsjańskim gruntem, i obejmowałaby również przestrzeń na uprawę roślin oraz instalacje chemiczne do produkcji tlenu i wody. Idealne miejsce na założenie bazy byłoby położone nad podpowierzchniowym zbiornikiem ciekłej wody, ogrzewanej geotermicznie (jeśli takie zbiorniki w ogóle na Marsie istnieją). Stała baza pozwoliłaby prowadzić badania i doskonalić technologie przydatne w kolonizacji Marsa. Zbudowanie bazy wymagać będzie uwzględnienia marsjańskich warunków: słabej grawitacji (0.38 g), wiecznej zmarzliny na głębokości fundamentów budowli i niskich marsjańskich temperatur.

Dlaczego chcemy kolonizować ciała niebieskie? Powodów jest sporo. Ziemia już teraz jest przeludniona. Dziś ludzkość liczy prawie 6 miliardów. W pewnym momencie Ziemia nie będzie mogła pomieścić i wyżywić wszystkich. Ludzkość wytępiła wiele gatunków roślin i zwierząt. Zjawisko to nasila się i zagraża przyszłym losom ziemskiego środowiska naturalnego.

Dalszy przyrost ludzkiej populacji może spowodować niewyobrażalne zużycie i wyjałowienie biosfery. Nowy świat przydałby się być może przyszłym pokoleniom, nie mieszczącym się już na Ziemi, a także przyrodzie - jako miejsce przetrwania w sytuacji degradacji środowiska ziemskiego i przeludnienia, jako rodzaj ogrodu, rezerwatu, zoo lub enklawy dzikiej przyrody. Ludzkość powinna liczyć się z ewentualnością zderzenia z dużym meteorytem, planetoidą lub innym ciałem niebieskim. Zderzenie takie mogłoby mieć katastrofalne skutki, a nawet unicestwić ludzkość (przypuszcza się, że w taki sposób wyginęły dinozaury). W najbardziej skrajnym przypadku cała ziemska biosfera mogłaby ulec zagładzie.

Czytelników zainteresowanych problematyką kolonizacji Marsa zachęcamy do przeczytania artykułów Roberta Haynesa Ecce ecopoiesis, czyli zabawa w Pana Boga na Marsie, "WiŻ" nr 11-12/1990 oraz Andrzeja Pilskiego Czy zamieszkamy na Marsie, "WiŻ" nr 5/1992. Red.

LESZEK KALLAS kończy fizykę na Uniwersytecie Warszawskim, jest tłumaczem Czasu Marsa.

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(11/96) ŻYCIE NA MARSIE?