|
Skąd pomysł, by latać na Czerwoną Planetę? Jest sprawą zupełnie jasną, że następnym krokiem po zdobyciu Księżyca powinno być lądowanie na Marsie. Istotnie - trudno sobie wyobrazić pobyt ludzi na rozgrzanej do prawie 400°C powierzchni Merkurego lub pod gęstą i gorącą - osiągającą 480°C atmosferą Wenus. Żaden astronauta nie przeżyłby też na którejkolwiek z planet-olbrzymów (chociażby ze względu na kolosalne wartości siły przyciągania oraz, przede wszystkim, ze względu na brak stałej powierzchni). Jedynie niektóre ich księżyce mogą jeszcze liczyć na odwiedziny Ziemian - kiedyś, w dalekiej przyszłości, gdyż dzieli je od naszej planety zbyt duży dystans, jak na możliwości dzisiejszych misji załogowych. Mars, na szczęście, znajduje się znacznie bliżej. Poza tym, jest to planeta stosunkowo gościnna: - tamtejsze temperatury wahają się w granicach od -140°C na biegunach do +20°C na równiku (średnia temperatura planety wynosi -63°C); - Mars posiada atmosferę. Jest ona raczej rzadka - ciśnienie przy powierzchni nie przekracza 1% ciśnienia na Ziemi, ale i tak dobrze chroni przed zgubnym działaniem rozbłysków słonecznych; - przyśpieszenie grawitacyjne na powierzchni planety ma wartość około 0,4g. W tych warunkach siły ciążenia człowiek prawdopodobnie może przebywać nawet przez dłuższy czas bez uszczerbku dla zdrowia. Chociaż brzmi to jak cytat z powieści science-fiction, Mars jest też chyba najwłaściwszym ciałem w Układzie Słonecznym do założenia stałej, pozaziemskiej stacji kosmicznej. Pod tym względem przewyższa nawet Księżyc: - zapewnia korzystniejszą grawitację; - posiada atmosferę; - posiada złoża wody (możliwe, że istnieją tam też liczne podziemne pokłady wody ciekłej, w postaci ciepłych źródeł geotermicznych); - zapewnia dostępność węgla, azotu, wodoru, tlenu i innych pierwiastków ważnych dla życia i przemysłu (można by pokusić się o produkcję na Marsie żywności, tworzyw sztucznych, drewna, i paliwa rakietowego - na potrzeby bazy); - marsjański cykl dobowy jest bardzo zbliżony do ziemskiego i trwa 24,5 godziny. Odważniejsi wizjonerzy wspominają jeszcze o bogatych marsjańskich zasobach niezwykle cennego deuteru (10,000$ za kilogram) oraz o możliwości eksploatacji położonego między Marsem a Jowiszem pasa asteroidów. Dzięki tym pomysłom baza na Czerwonej Planecie miałaby stać się całkiem popłatnym przedsięwzięciem finansowym (nie śmiejmy się - kiedyś Hiszpanom opłacały się wielomiesięczne rejsy po złoto Ameryki. Może wkrótce Amerykanom opłaci się latać po marsjański deuter?). W bliższej perspektywie to jednak korzyści naukowe okażą się zapewne poważniejszym powodem dla załogowych misji na Marsa. Dokładne poznanie geologii tej planety może w znacznym stopniu zmienić dzisiejsze poglądy na temat wczesnych etapów formowania się skorupy ziemskiej i ewolucji całego Układu Słonecznego. Poza tym, wciąż jest szansa na odnalezienie w tamtejszych podziemnych zbiornikach ciepłej wody pozaziemskich form prymitywnego życia. Byłoby to jedno z największych odkryć w dziejach ludzkości - nawet, jeśli odnalezione zostałyby jedynie ślady bytowania organizmów z zamierzchłych epok. Dla uwypuklenia wagi takiego odkrycia warto w tym miejscu przytoczyć pewną teorię, która ostatnio przykuwa uwagę coraz większej rzeszy paleobiologów. Otóż okazuje się, że okres czasu pomiędzy zaistnieniem na Ziemi warunków sprzyjających życiu, a pojawieniem się pierwszych organizmów jest podejrzanie krótki. W praktyce - trudno uwierzyć, by w tak ekspresowym tempie doszło do powstania form żywych. Jednak Mars wystygł dużo wcześniej niż Ziemia. Na tyle wcześniej, by mogło tam dojść do powstania pierwszych organizmów, które następnie przybyłyby na jakimś meteorycie na stosunkowo młodą Ziemię, by ją na czas "zainfekować". Oczywiście, na razie jest to tylko hipoteza, nie poparta żadnymi dowodami. Dowody takie mogą jednak istnieć na Marsie. Może kiedyś się dowiemy, że w gruncie rzeczy wszyscy stamtąd pochodzimy. Ja pewien jestem jednego - jeśli astronautyka ma pozostać żywą, rozwijającą się dziedziną nauki, to badanie Marsa i obecność człowieka na nim są nie tylko wskazane, ale wręcz nieuniknione. Niestety - pierwsze próby zrealizowania tego przedsięwzięcia nie wypadły zachęcająco. Program Inicjatywy Badań Kosmicznych (SEI - Space Exploration Initiative) Pierwszy kompletny projekt załogowego lotu na Marsa stworzony został w 1989 roku, w odpowiedzi na wezwanie prezydenta Stanów Zjednoczonych - George'a Busha, do podjęcia nowych inicjatyw w badaniach kosmicznych. Powołany wówczas liczny zespół ekspertów z NASA w trzy miesiące opracował dokument pod tytułem: "Raport z trwających 90 dni prac nad możliwościami badania Księżyca oraz Marsa przez misje załogowe" . Przedstawiony w raporcie projekt cechował się naprawdę dużym rozmachem, gdyż przewidywał między innymi: - budowę wielkiej orbitalnej stacji kosmicznej, wyposażonej w hangary do budowy statków międzyplanetarnych; - wykonanie orbitujących składów paliwa rakietowego i pomieszczeń dla personelu montującego statki; - wybudowanie w ciągu dziesięciu lat sporego kompleksu baz księżycowych; - i wreszcie - konstrukcję ogromnego statku kosmicznego do podróży na Marsa, o ładowności 1000 ton. Dodatkowo - projekt wymagał opracowania wielu nowych, nie znanych jeszcze technologii. Wybudowany w efekcie statek gigant byłby bardzo drogi w eksploatacji, ze względu na konieczność zaopatrywania każdej misji w niestandardowe zbiorniki paliwa czy też osłony aerodynamiczne. Z drugiej strony - zaplanowane na osiemnaście miesięcy misje marsjańskie, do których był przeznaczony, pozwalały na jedynie dwutygodniowy pobyt astronautów na Czerwonej Planecie. Czas przygotowania całej infrastruktury oszacowano na 30 lat, a całkowity koszt przedsięwzięcia miał sięgnąć iście astronomicznej kwoty - 450 miliardów dolarów. Ostatecznie to ów zawrotny koszt spowodował, że Kongres Amerykański nigdy nie zgodził się na realizację projektu SEI. Na szczęście - od paru lat istnieje projekt dużo lepszy. Bezpośrednio na Marsa - czyli projekt Mars Direct Pomysłodawcą tego projektu i gorącym zwolennikiem idei załogowego lotu na Marsa jest amerykański inżynier - dr Robert Zubrin. Szczegółowo przedstawił on swoją wizję w cieszącej się wielką popularnością (także na polskim rynku) książce pod tytułem "Czas Marsa". Ja przytoczę tylko najważniejsze założenia tego planu. Jak sama nazwa wskazuje, w ramach projektu Mars Direct ludzie polecieliby na Marsa bezpośrednio, nie zatrzymując się ani na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, ani - tym bardziej, na Księżycu (w celu zatankowania paliwa - jak przewidywał projekt SEI). Drugą charakterystyczną cechą jest wykorzystanie lokalnych zasobów planety do produkcji paliwa na lot powrotny oraz pozyskiwania składników potrzebnych załodze, takich jak woda pitna. Dzięki takiemu rozwiązaniu ekspedycja nie będzie musiała brać ze sobą w podróż tak wielkich zapasów, co znacznie ograniczy wymaganą ładowność (a więc i wielkość) statku. Technologie użyte do wykonania planu Mars Direct w większości są już dostępne i na co dzień wykorzystywane w astronautyce. Do realizacji projektu potrzebne byłyby 2 rakiety nośne, pojazd do powrotu na Ziemię, instalacja do produkcji paliwa z atmosfery marsjańskiej, moduł mieszkalny, zapas paliwa na dotarcie na Marsa oraz zapasy żywności i wody. Załoga miałaby się składać z 4 astronautów - dwóch inżynierów mechaników (w tym pilota) oraz dwóch naukowców: geologa i biogeochemika. Warto zauważyć, że nie byłoby ani osobnej funkcji dowódcy, ani lekarza pokładowego (po odpowiednim przeszkoleniu z powodzeniem wyręczyłby go biogeochemik). Jeśli projekt Zubrina zostanie urzeczywistniony, na Czerwoną Planetę będą wysyłane dwie rakiety co dwa lata. Jedna z nich zabierze pojazd powrotny i instalację do produkcji paliwa. Druga - moduł mieszkalny ekspedycji wraz z załogą. Pierwszy cykl lotów będzie nieco odmienny - wystrzelona zostanie tylko rakieta z pojazdem powrotnym i instalacją do produkcji paliwa. Ludzie polecą dopiero w cyklu drugim - mając pewność, że na miejscu już na nich czeka statek gotowy do drogi do domu. Pierwsza rakieta wystartuje z Ziemi i dotrze na Marsa po 6 miesiącach. Wchodząc na orbitę wytraci prędkość przez manewr hamowania atmosferycznego, a potem wyląduje w oznaczonym miejscu. Po wylądowaniu niezwłocznie rozpocznie produkcję paliwa rakietowego (metanu) zgonie z równaniem reakcji metanizacji Sabatiera: Dwutlenek węgla będzie pochodził z Marsjańskiej atmosfery (występuje tam w stężeniu aż 95%). Potrzebny do reakcji wodór musi być niestety przywieziony z Ziemi, jednak stanowi on tylko 5% wagowych potrzebnej mieszaniny napędowej. Fakt, że w reakcji uzyskiwana jest woda, stanowi dodatkowe zabezpieczenie potrzeb załogi. Jednak woda ta będzie wykorzystywana głównie do elektrolitycznego rozbicia na pierwiastki składowe. Wodór zostanie ponownie wykorzystany w reakcji metanizacji, natomiast uzyskany tlen posłuży jako utleniacz paliwa. Później będą mogli z niego korzystać także przebywający na Marsie ludzie. Po wyprodukowaniu dostatecznej ilości składników napędowych wysłana zostanie załoga w module mieszkalnym, a także rakieta z wyposażeniem i pojazdem powrotnym dla kolejnej ekspedycji. Po wejściu na orbitę okołoziemską i ustawieniu kursu na Marsa załoga odstrzeli wypalony ostatni człon rakiety nośnej na długiej linie i wprawi całość w ruch wirowy, w celu otrzymania sztucznej grawitacji. Po 6 miesiącach podróży załoga odetnie linę i łagodnie wyląduje obok czekającego już pojazdu powrotnego z paliwem. W tym momencie na powierzchni planety będą się już znajdowały dwa statki powrotne i jeden moduł mieszkalny - w sumie aż trzy kompletne systemy podtrzymywania życia. Z kolei dwie instalacje produkujące paliwo, tlen i wodę stanowią dostateczne zabezpieczenie na wypadek jakiejkolwiek awarii. Załoga spędzi ok. 500 dni na realizacji zadań misji. Po ich wykonaniu wejdzie na pokład pojazdu powrotnego i odleci na Ziemie. Pozostawi na Marsie moduł mieszkalny i wyposażenie badawcze. Droga powrotna będzie trwała 6 miesięcy. Kolejna wyprawa wystartuje, gdy na Marsie znowu będzie czekało gotowe paliwo (tj. po około dwóch latach od poprzedniego startu). Astronauci wylądują obok odpowiedniego pojazdu powrotnego i będą realizować swe zadania oraz kontynuować badania rozpoczęte przez poprzednią ekspedycję. Projekt zakłada, że cykle te będą się powtarzać, a kolejne moduły mieszkalne będą lądować w odległości kilkuset kilometrów od siebie (lecz nie dalej niż 800 kilometrów), co pozwoli stopniowo przebadać stosunkowo duży obszar planety. Misje będą oczywiście wyposażone w pojazd zapewniający załodze odpowiednią mobilność - ciśnieniowego rovera na paliwo rakietowe, zdolnego pokonać 1000 bez konieczności tankowania. Pojazd ten pozwoli na swobodę w badaniu powierzchni Marsa, a także - na dotarcie do sąsiedniego modułu mieszkalnego w przypadku jakiejś pilnej potrzeby. Po badaniach przeprowadzonych przez kolejne ekspedycje wybrane zostanie miejsce pod budowę bazy. Moduły mieszkalne zaczną lądować w jednym miejscu, by mogły zostać połączone. W ten sposób powstanie pierwsza baza na powierzchni Marsa. Niektórzy astronauci pozostaną w niej na dłużej. Co będzie dalej? Na razie trudno snuć tak odległe plany. Dzięki rozwojowi technologii i infrastruktury kolejne loty na Marsa staną się zapewne coraz tańsze. Może kiedyś ludzie zaczną eksploatować Czerwoną Planetę na skalę przemysłową; może - jak chce Zubrin - kiedyś zapoczątkowany zostanie proces jej kolonizacji? Takie są marzenia wizjonera. Jednak sam projekt jest mocniej osadzony w realiach niż rządowy SEI. Racjonalne kalkulacje Zubrina przewidują, że przygotowanie pierwszego załogowego lotu nie powinno potrwać dłużej niż 10 lat i kosztować więcej niż 20-30 miliardów dolarów. Projektem tym zainteresowała się zresztą i NASA. Agencja wprowadziła w nim pewne zmiany, tworząc projekt Mars Semi-Direct, a następnie przedstawiła tej samej komisja, która oceniła koszty realizacji Raportu 90-dniowego na 450 miliardów dolarów. Koszt zaprojektowania i budowy potrzebnego sprzętu oraz wysłania trzech pierwszych misji zamknął się kwotą 55 miliardów dolarów. Powyższa suma jest już znacznie rozsądniejsza niż pierwotne pół biliona dolarów. Nadal jednak jest to bardzo dużo pieniędzy. Czy za dużo? Proszę zrobić porównanie z innymi inwestycjami światowego przemysłu: - koszty opracowania nowego samolotu pasażerskiego - Airbus A3XX wyniosą 8-10 miliardów dolarów; - USA wyda ponad 100 miliardów dolarów na budowę i dziesięcioletnią eksploatacją międzynarodowej stacji Alfa, dodatkowe 12,5 miliarda dolarów wyda Wspólnota Europejska, Rosja i inne państwa biorące udział w projekcie; - firma Gillette musiała ponoć wydać 750 milionów dolarów na opracowanie maszynki Mach3; - koszty ponoszone na projekty wojskowe wielokrotnie osiągają pułap kilkudziesięciu miliardów dolarów. Jak widać - cena programu Mars Semi-Direct nie jest ani rekordowa, ani wyjątkowo wygórowana, jak na poważny projekt amerykańskiej rządowej agencji. Zresztą - gdyby założyć, że realizacja tego projektu, wraz z pierwszymi trzema lotami, potrwa 20 lat - to NASA musiałaby średnio poświęcić na nią rocznie około 10% swojego budżetu. Nie stanowiłoby to chyba wielkiego wyrzeczenia dla agencji, której domeną jest przecież astronautyka. Robert Zubrin nie chciał uzależniać realizacji swoich marzeń od amerykańskiego senatu i zaczął zabiegać o środki pozarządowe. W ten sposób powstało niedawno pewne nowe stowarzyszenie: The Mars Society Organizacja The Mars Society powstała w Stanach Zjednoczonych w sierpniu 1998 roku. Założył ją dr Robert Zubrin. Członkami TMS są między innymi dr Edwin "Buzz" Aldrin - uczestnik pierwszej załogowej wyprawy na Księżyc Apollo 11, James Cameron - reżyser takich hitów filmowych jak "Titanic", "Terminator 2" i "Obcy: Decydujące Starcie" oraz Kim Stanley Robinson - autor trylogii marsjańskiej. Mars Society wywodzi się z grupy Mars Underground, założonej przez Chrisa McKaya na Uniwersytecie Colorado w Boulder. Grupa ta zorganizowała kilka konferencji na temat eksploracji i kolonizacji Marsa. Pierwsza odbyła się w 1981r., następne odbywały się co 3 lata. Robert Zubrin wziął udział w konferencji Case for Mars III w 1987, a 3 lata później zaprezentował projekt Mars Direct. Działania i konferencje grupy Mars Underground doprowadziły do powstania The Mars Society. Obecnie Mars Society posiada oddziały w wielu krajach na świecie i prowadzi aktywne działania propagujące ideę badań i kolonizacji Marsa. Wystarczy wspomnieć udział w konferencji UNISPACE, która odbyła się w Wiedniu w lipcu. Stowarzyszenie realizuje także programy badawcze we współpracy z instytucjami rządowymi zajmującymi się badaniami kosmosu. Najnowszym projektem TMS jest budowa Arktycznej Stacji Badawczej na wyspie Devon, w podbiegunowej części Kanady. Ma ona symulować warunki życia w habitacie (module mieszkalnym). Lokalizacja stacji badawczej oraz geologiczna budowa obszarów wokół bazy zapewnia warunki zbliżone do panujących na Marsie. Głównym celem Mars Society są regularne loty załogowy na Marsa i prowadzenie na nim dokładnych badań naukowych. Ma on być zrealizowany na przestrzeni najbliższej dekady poprzez: 1. szerokie propagowanie idei badań i kolonizacji Marsa; 2. mobilizację agencji rządowych do bardziej agresywnej polityki badań kosmicznych; 3. prowadzenie eksploracji Marsa ze środków prywatnych. Mars Society Polska Bardzo mi miło zakomunikować, że swój oddział Mars Society (w dodatku stosunkowo liczny i aktywny) posiada także Polska. Świadczy to bardzo dobrze o polskim zamiłowaniu do astronomii i astronautyki, gdyż oddziałów takich, poza amerykańskimi, jest tylko kilkanaście, z czego w Europie - kilka. Polski oddział powstał w marcu 1999. Pierwszym jego projektem było uruchomienie witryny internetowej, znajdującej się obecnie pod adresem: http://chapters.marssociety.org/polska Główne cele MSP są, rzecz jasna, zbieżne z celami macierzystej organizacji amerykańskiej. MSP chce przy tym wspierać naukę polską na arenie astronautyki i doprowadzić do współudziału polskiej myśli technicznej w locie załogowym na Marsa. W początkowych fazach praca stowarzyszenia opierać się będzie w znacznej mierze na propagowaniu wśród społeczeństwa idei badań i kolonizacji Marsa, aby przygotować grunt pod przyszłe, konkretne projekty. Stowarzyszenie będzie nawiązywać kontakty z ludźmi interesującymi się tematyką badań kosmicznych oraz zabiegać o uzyskanie dofinansowania na swoją działalność ze strony już istniejących organizacji lub osób prywatnych. Chociaż organizacja nie posiada jeszcze osobowości prawnej (wniosek o zarejestrowanie prawdopodobnie zostanie rozpatrzony przez sąd do końca marca), zaznaczyła już swoją obecność poprzez nawiązanie współpracy m.in. z Centrum Badań Kosmicznych PAN, okolicznościowe odczyty i artykuły w prasie naukowej. Już niedługo MSP będzie mogła zacząć zabiegać o środki z darowizn i (w dalszej przyszłości) zarabiać na własnej działalności gospodarczej. Robert Kamiński rkaminsk@elka.pw.edu.pl Robert Kamiński jest studentem piątego roku na wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej oraz członkiem-założycielem Mars Society Polska Każdy, kto chciałby zostać członkiem Mars Society Polska może skorzystać z formularza na stronie internetowej organizacji. Gorąco namawiamy wszystkich zainteresowanych badaniami Marsa i innych planet, niezależnie od ich zawodu czy wieku, do czynnego zaangażowania się w pracę stowarzyszenia (a pracy jest na prawdę dużo). Wsparciem dla naszych działań będą też składki członkowskie w wysokości 50 zł rocznie (oczywiście - już po zarejestrowaniu).
Webmaster:
Piotr Moskal
|
