“A ty czekasz, ty czekasz na jedno, co twe życie wzniesie nieskończenie, na wielkie, niezwykłe zdarzenie, na kamieni nagłe przebudzenie, na głębie, co u nóg twych legną” (R. M.Rilke)
Stanisław Barszczak, Spacer do środka Marsa.
W dzień, w którym przywołujemy pamięć, miłość i wolę naszych matek kieruję ku Wam te kilka słów. Stwórca “postawił” nas w pięknym ogrodzie początku trzeciego tysiąclecia. Jeszcze spotykam braci, którzy nie będąc nigdzie są bynajmniej w drodze. Kochany Czytelniku, chciałbym, abyś poznawał i spotkał w życiu Bożą a zwycięską energię w zupełności. Dr Robert Zubrin (ur. 1952) – amerykański inżynier lotniczy i astronautyczny oraz pisarz, znany przede wszystkim z poparcia dla projektów kolonizacji i eksploracji Marsa. Jest też pomysłodawcaą projektu Mars Direct i założycielem Organizacji Mars Society, która powstała w Stanach Zjednoczonych w sierpniu 1998 roku. Napisał m.in. książkę
“Czas Marsa.” Dlaczego i w jaki sposób musimy skolonizować Czerwoną Planetę Czas Marsa…
Następnym krokiem ludzkości w kosmos będzie Mars: jest stosunkowo blisko Ziemi, przypomina ją najbardziej ze wszystkich planet i znajduje się w zasięgu naszych możliwości technicznych. Pisarz odsłania
narodziny cywilizacji kosmicznej.
Jesteśmy “zwierzętami kosmicznymi,” powiedział. A jeśli tego nie rozumiemy, skazujemy się na zagładę. Autor przypomina o tym, szkicując jednocześnie program załogowych lotów na Czerwoną Planetę, opisując metody poruszania się po jej powierzchni, zakładania baz mieszkalnych i wykorzystywania marsjańskich bogactw naturalnych.
W przystępny sposób amerykański inżynier przedstawia następujące zagadnienia: różne koncepcje załogowych wypraw na Marsa,
plan Mars Direct, proponujący niskobudżetowe loty załogowe na Marsa za 10 lat, technologie rakietowe, umożliwiające dotarcie na Marsa, trajektorie podróży międzyplanetarnej i możliwości transportu pomiędzy Ziemią a Marsem, sposoby pokonywania przeciwności: promieniowania kosmicznego, braku grawitacji, burz pyłowych i surowego marsjańskiego klimatu,
plan zbadania planety przez kolejne misje załogowe, z wykorzystaniem pojazdów terenowych i telerobotów, budowa stałej marsjańskiej bazy dla kilkuset osób, z terenami zielonymi i uprawami, technologie potrzebne ludziom na Marsie: produkcja paliwa rakietowego i paliwa do pojazdów marsjańskich, wytwarzanie tlenu, wody itd. wyjątkowy charakter Czerwonej Planety, umożliwiający ludzkie osadnictwo i rozwój cywilizacji przemysłowej,
perspektywy kolonizacji Marsa,
co będzie się opłacać produkować na Marsie i przywozić na Ziemię, czyli podstawy marsjańskiej gospodarki, terraformowanie – proces przeobrażania Marsa na podobieństwo Ziemi: przekształcanie powierzchni i atmosfery planety do postaci umożliwiającej rozwój ziemskiej biosfery, czyli zmiana planety zimnej, suchej i wymarłej w żywą, ciepłą i wilgotną. Takie przyjemne futurologiczne bajanie podszyte naukowym wnioskowaniem i argumentacją. Czyta się bardzo miło i można przez chwilę bezkarnie poczuć się fantastą. Idea nowego początku ludzkości, gdzieś tam, w wielkim uniwersum, jest bardzo pociągająca także dla mnie. Nie będę wchodził w szczegóły, bo w tym miejscu współcześni inżynierowie miażdżą mnie dawką informacji z dziedziny astronomii, technologii kosmicznych i przeróżnych, mniej lub bardziej broniących się, teorii naukowych. (see, bogactwo informacji przez internet) Są bądź co bądź profesjonalistami i zawodowo zajmują się takimi rozważaniami. Jednak sama myśl przewodnia czyli kolonizacja przez ludzkość obcej planety jaką jest Mars jest z założenia błędna. Nie neguje samych technicznych możliwości wysłania człowieka na Czerwoną Planetę, bo to przy tytanicznych nakładach finansowych i wprost niespotykanym szczęściu jest teoretycznie możliwe. Pozostaje tylko pytanie po co komu taka straceńcza misja bez szans powrotu. Analogicznie istnieje możliwość wysłania załogowej ekspedycji w największą głębię ziemskich oceanów, ale co dalej miałaby tam począć taka załoga? Jak opuścić stosunkowo bezpieczny batyskaf i jak zorganizować nawet najskromniejszą egzystencję w tym zabójczym dla życia ludzkiego środowisku? Twierdzenie, że Mars jest najbardziej przyjazną dla człowieka planetą, jest tak stosowne jak powiedzenie, że wnętrze krateru czynnego wulkanu jest o wiele bardziej przyjazne dla człowieka od palącego wnętrza Ziemi. A konsekwencje znalezienia się w tych miejscach są przecież niemal takie same. Na Marsie mamy drastyczne zmiany temperatury w ciągu doby, od -140c do 100c. Nie ma tam ani grama tlenu, gleba jest zupełnie jałowa. Jakkolwiek przed miliardami lat były tam oceany. Mars planeta umiera. Sami autorzy przyznają, że koszt wysyłania jednego kg ładunku na Czerwoną Planetę to koszt rzędu 250 tys. dolarów i są to dane z początków lat 90-tych i wzięte najprawdopodobniej z sufitu. Ciało ludzkie jest tak zawodnym mechanizmem, tak bardzo wyspecjalizowane do życia w wąsko określonych ziemskich warunkach, że nie podobna nawet zakładać, ze można ten wodno-proteinowy worek wysyłać gdzieś 50 000 000 km, hen w bezkres nicości. Jeżeli kiedykolwiek dojdzie do międzyplanetarnych, czy międzygalaktycznych lotów ludzkości to nie w takiej tradycyjnie uroczej formie, że śmiałkowie ubrani w kosmiczne kombinezony, za pulpitem gwiezdnego pojazdu, będą urządzać sobie kosmiczne wojaże. W tym miejscu i ja pozwolę sobie zostać fantastą i stoję na stanowisku, że bardziej jest to możliwe w formie jakieś teleportacji, czy też zdematerializowanej przesyłki „ludzkiego” umysłu czy też fluidu. Można rozważać „wysyłkę” zapisu ludzkiego kodu genetycznego, z którego będzie można odtworzyć człowieka w miejscu docelowym. Wizja marsjańskich podróży jakie zaserwowali nam inżynierowie
astronautyki jako żywo przypomina mi niemy film z 1902 r. „Podróż na Księżyc”, gdzie gwiezdni podróżnicy zostali wystrzeleni pociskiem z „nieprawdopodobnie wielkiego działa” i na miejscu w cylindrach i parasolkach eksplorowali owego ziemskiego satelitę. Problem powrotu ekspedycji na Ziemię został rozwiązany za pomocą prostego fortelu, jakim było zepchnięcie pojazdu z księżycowej skarpy wprost na Ziemię. Nie bądźmy jednak totalnymi sceptykami, w końcu kiedy Juliusz Verne pisał opowieść o swoim Nautilusie, też niejeden zadawał sobie pytanie „co autor wcześniej pił?”. Ciekawe co by powiedzieli, gdyby zobaczyli współczesne okręty atomowe o wielu pokładach i z 400 osobową załogą, które mogą pozostawać w zanurzeniu przez wiele lat. Mars jest ciałem niebieskim, na temat którego powstało wiele spekulacji i poważnych badań dotyczących możliwej kolonizacji przez człowieka. Warunki na jego powierzchni i dostępność wody sprawiają, że jest to najbardziej gościnna planeta w Układzie Słonecznym (nie licząc Ziemi). A teraz w kwestii formalnej: nie bezpośredni lot załogowy na Marsa, ale Księżyc został zaproponowany jako pierwsze miejsce na kolonizację dla cywilizacji ludzkiej. Choć w przeciwieństwie do niego Mars ma potencjał do istnienia na nim form życia. Wraz z odpowiednią lokalizacją dla kolonizacji i potencjałem dla istnienia tam rozwiniętego ekosystemu w dalekiej przyszłości, Mars jest rozważany przez większość naukowców, jako idealna planeta dla przyszłej kolonizacji oraz stworzenia warunków dla istnienia i rozwoju życia. Kolonizacja Marsa jest ciekawym tematem, który opanowuje wyobraźnię nie tylko fantastów, ale również wielu ludzi nauki. Projekt kolonizacji Marsa może być użytecznym eksperymentem myślowym dotyczącym przyszłości ludzkości.
Dotarcie z Ziemi na Marsa wymaga mniej energii na jednostkę masy (delta-v) w porównaniu z innymi planetami Układu Słonecznego (nie licząc bliższej Wenus). Używając manewru transferowego Hohmanna, czas podróży na Marsa wyniósłby w przybliżeniu 9 miesięcy. Zmodyfikowany transfer trajektorii skracający czas podróży do siedmiu lub sześciu miesięcy jest możliwy z zastosowaniem przyrostowego wzrostu ilości energii i paliwa. Jest to technika porównywalna z orbitą transferową Hohmanna, używana przy bezzałogowych misjach na Marsa. Skracanie czasu podróży poniżej 6 miesięcy wymaga wyższego delta-v i wykładniczego wzrostu ilości paliwa i nie jest wykonalne przy użyciu rakiet z napędem chemicznym. Możliwość taką dają zaawansowane technologie napędowe, które nie są jeszcze powszechnie stosowane, takie jak VASIMR czy napędy nuklearne. Napęd nuklearny pozwoliłby skrócić podróż nawet do 2 tygodni. Pomimo że Ziemia jest najbardziej podobna do Wenus, jeśli chodzi o masę i rozmiary, podobieństwa Marsa do Błękitnej Planety są bardziej znaczące w kontekście kolonizacji. Do tych podobieństw zaliczamy: Marsjański dzień jest bardzo podobny do ziemskiego. Marsjańska doba słoneczna trwa 24 godziny 39 minut i 35,244 sekund. Powierzchnia Marsa wynosi około 28,4% ziemskiej – tylko nieznacznie mniej niż całkowita powierzchnia suchego lądu na Ziemi (jest to 29,2% jej powierzchni). Nachylenie osi Marsa wynosi 25,19° (Ziemi 23,44°). Rezultatem tego są pory roku takie same jak na Ziemi, ale trwają one prawie dwukrotnie dłużej, gdyż rok marsjański to około 1,88 roku ziemskiego. Marsjański biegun północny obecnie znajduje się w gwiazdozbiorze Łabędzia, a nie w Wielkiej Niedźwiedzicy. Mars ma atmosferę, choć bardzo rozrzedzoną (około 0,7% atmosfery Ziemi). Nowe obserwacje wykonywane przez należący do NASA Mars Exploration Rover oraz ESA Mars Express potwierdziły obecność wody na Marsie. Wydaje się, że na Marsie są wszystkie pierwiastki potrzebne do istnienia ziemskiego życia. Przyspieszenie grawitacyjne na Marsie wynosi niewiele ponad jedną trzecią ziemskiego. Nie jest w pełni znany wpływ tak niskiego poziomu grawitacji działającej w dłuższym czasie na organizm człowieka. Mars jest dużo chłodniejszy od Ziemi, ze średnią temperaturą –63 °C do nawet –140 °C. Rekordem na Ziemi było −89,2 °C zaobserwowane na Antarktydzie. Ponieważ Mars znajduje się dalej od Słońca, ilość energii słonecznej docierającej do górnych warstw atmosfery (stała słoneczna) jest o połowę mniejsza niż na Ziemi. Ponieważ nie następuje odbicie promieniowania od atmosfery, do powierzchni Marsa dociera jej podobna ilość, jak do powierzchni Ziemi. Orbita Marsa jest bardziej eliptyczna od ziemskiej, co zwiększa amplitudę wahań temperatury i stałej słonecznej. Atmosfera na Marsie jest obecnie bardzo rozrzedzona (około 0,7% atmosfery Ziemi), co zapewnia niewielką ochronę przed promieniowaniem i wiatrem słonecznym. Jest zbyt rzadka, by ludzie mogli przeżyć tam bez zestawów ciśnieniowych. Do czasu terraformowania, krótkoterminowo, struktury mieszkalne na Marsie musiałyby być wyposażone w pompy ciśnieniowe podobne do tych ze statków kosmicznych, zdolne do utrzymania różnicy ciśnień pomiędzy wnętrzem a otwartą przestrzenią. Atmosfera Marsa składa się głównie z dwutlenku węgla. Z tego powodu, nawet z atmosferą korygującą ciśnienie, miejscowe ciśnienie CO2 na powierzchni jest 52 razy większe niż na Ziemi, co daje możliwość rozwoju roślinności na Marsie. Mars ma słabą magnetosferę, więc ochrona przed wiatrem słonecznym jest nieznaczna. Mars ma połowę promienia Ziemi i jedynie 1/10 jej masy. Oznacza to, że ma mniejszą gęstość od Ziemi. Jak powiedzialem warunki na powierzchni Marsa są o wiele bardziej przyjazne do zamieszkania przez istoty żywe w porównaniu z większością planet i księżyców. Warunki są tu o wiele korzystniejsze niż na silnie skontrastowanym termicznie Merkurym, gorącej Wenus czy kriogenicznie zimnych ciałach zewnętrznego Układu Słonecznego i ich księżycach. Jedynie górne partie chmur na Wenus są bardziej przyjazne życiu od Marsa. Naukowcy są jednak zgodni że najpierw należy zwiększyć temperaturę na planecie w celu uzyskania wyższego ciśnienia atmosfery i w konsekwencji wody w stanie ciekłym. W przyśpieszeniu procesu mogą pomóc olbrzymie ilości gazów cieplarnianych (głównie dwutlenku węgla) uwięzionych na czepach polarnych globu. Mars nie posiada globalnego pola magnetycznego porównywalnego do ziemskiego. W połączeniu z cienką atmosferą, powoduje to znaczące nasilenie promieniowania jonizującego docierającego do powierzchni Czerwonej Planety. Sonda kosmiczna Mars Odyssey wzięła ze sobą instrumenty Mars Radiation Environment Experiment (MARIE), do zmierzenia potencjalnego zagrożenia dla ludzi. MARIE odkryła, że poziom promieniowania na orbicie dookoła Marsa jest 2,5 razy wyższy, niż na ISS. Średnio było to około 22 miliradów na dzień (220 mikrogrejów na dzień lub 0,8 greja na rok). Trzy lata wystawienia na takie promieniowanie byłoby bliskie limitowi bezpieczeństwa obecnie zatwierdzonemu przez NASA. Poziomy promieniowania na powierzchni Marsa mogłyby być nieco niższe i różniłyby się znacząco w różnych miejscach, zależnie od wysokości i lokalnego pola magnetycznego. Sporadyczne zjawiska słoneczne (SPE) produkują znacznie większe dawki promieniowania. Astronauci na Marsie mogliby być ostrzegani przed takimi zjawiskami przez transduktory znajdujące się blisko Słońca. Przypuszczalnie chroniłyby one astronautów przed SPE. Niektóre SPE, które nie zostały zanotowane przez sensory blisko Ziemi z powodu małych szerokości tych zjawisk były obserwowane przez MARIE. Bezpośrednia komunikacja z Ziemią jest możliwa, gdy nasza planeta znajduje się powyżej marsjańskiego horyzontu. NASA i ESA dołączyły sprzęt do komunikacji do kilku z marsjańskich orbiterów, więc Mars już dziś posiada satelity komunikacyjne. Czas dotarcia informacji jest ograniczony przez prędkość światła w próżni. Rozmowy pomiędzy Ziemią a Marsem mogłyby być wysoce niepraktyczne ze względu na opóźnienia w połączeniu, od 3 minut do 22 (w jedną stronę) w zależności od położenia planet względem słońca. Bezpośrednie połączenie może zostać zablokowane na około 2 tygodnie okresu orbitalnego, w czasie trwania koniunkcji, gdy Słońce znajduje się dokładnie pomiędzy Marsem a Ziemią. Satelita znajdujący się w punkcie libracyjnym L4 lub L5 może służyć jako pośrednik w takiej sytuacji. Opóźnienie transmisji w takiej sytuacji uległoby dodatkowemu zwiększeniu. Założenie kolonii na Marsie musi być poprzedzone misjami bezzałogowymi sond-robotów, takich jak Mars Exploration Rover ze Spirit i Opportunity. To umożliwiłoby zlokalizowanie surowców, przede wszystkim wody. Czas takich misji eksploracyjnych musi być mierzony w latach czy nawet dekadach. Misje na Marsa, takie jak te planowane przez NASA, ESA czy inne agencje kosmiczne, nie będą jeszcze misjami bezpośrednio przygotowującymi kolonizację. Są one pomyślane wyłącznie jako misje eksploracyjne, podobnie jak celem programu Apollo nie było planowane założenie stałej bazy na Księżycu.
Kolonizacja wymaga założenia trwałych baz, które miałyby potencjał do samoistnego rozwoju.
Artystyczna wizja kolonizacji Marsa podobnie jak w przypadku kolonizacji Nowego Świata, ekonomia może się stać kluczowym elementem do sukcesu kolonizacji. Mniejsza grawitacja na Marsie i jego pozycja w Układzie Słonecznym może ułatwić handel na trasie Mars-Ziemia i powodować zwiększenie osadnictwa na planecie.Marsjańska niewielka grawitacja oraz prędkość rotacji dają możliwość zbudowania windy kosmicznej ze znanych obecnie materiałów, aczkolwiek niska orbita Phobosa może sprawić nie lada wyzwanie inżynierom. Głównym ekonomicznym problemem są bardzo wysokie koszty inwestycji konieczne do realizacji planu kolonizacji i terraformacji Marsa.
Wewnątrzmarsjański handel w okresie wczesnej kolonizacji mógłby dotyczyć handlu nawozem. Przyjmując, że życie na Marsie nigdy nie istniało, gleby mogą być pozbawione substancji niezbędnych do rozwoju roślin, więc nawozy będą bardzo cenne dla każdej marsjańskiej cywilizacji, dopóki planeta nie zmieni się wystarczająco, by rośliny mogły rosnąć bez wsparcia człowieka. Lądownik Phoenix odkrył, że obecna marsjańska gleba może wystarczyć do utrzymania niektórych form wegetacji.
Energia słoneczna będzie prawdopodobnie głównym źródłem energii dla marsjańskich kolonii. Nadmiar energii może być magazynowany i wykorzystywany w nocy. Kolonie będą potrzebowały wiele energii dla utrzymywania odpowiednich warunków bytowych mieszkańców oraz do ogrzewania szklarni, chyba że na skutek terraformowania Marsa powstanie gęstsza atmosfera o innym składzie chemicznym, co spowoduje wzrost temperatury. Małe reaktory jądrowe mogą dostarczyć energii elektrycznej w ilości niezbędnej do utrzymania kolonii. Marsjańskie okolice podbiegunowe przyciągają wielką uwagą jako tereny odpowiednie do umiejscowienia kolonii ze względu na występujące tam czapy lodowe. Mars Odyssey zarejestrował największą koncentrację wody blisko bieguna północnego, ale wykrył też obecność wody na mniejszych szerokościach, udowadniając, że okolice biegunów nie są jedynymi możliwymi miejscami dla kolonii.
Mars Odyssey znalazł naturalne jaskinie blisko wulkanu Arsia Mons. Dotychczas rozmiar i kształt tych jaskiń pozostaje nieznany. Naukowcy domyślają się obecności lodu w takich jaskiniach. Koloniści mogliby wykorzystać jaskinie jako naturalne schronienie przed promieniowaniem, mając równocześnie zasoby wody w postaci lodu. Istnieje możliwość, że w obszarach okołorównikowych będzie można korzystać z energii geotermalnej. Badanie powierzchni Marsa ciągle trwa. Mars Exploration Rovery, Spirit oraz Opportunity wykazały, że właściwości gleby i skał są bardzo różne w różnych miejscach globu. Sugeruje to, że marsjański obraz geologiczny jest jeszcze bardziej zróżnicowany. Jednym z czynników wyboru będzie zmienność pogodowa, np. wahania temperatur. Tak jak na Ziemi, im dalej od równika, tym roczne wahania pogodowe są większe. Valles Marineris to długi na około 3000 km i głęboki średnio na 8 km „Wielki Kanion” Marsa. Ciśnienie atmosferyczne na dnie jest około 25% wyższe niż średnio na powierzchni (0,9 kPa w porównaniu do 0,7 kPa). Kanion biegnie w przybliżeniu w kierunku wschód-zachód, więc cienie z jego ścian nie powinny poważnie ograniczać ilości energii słonecznej docierającej do jego dna. Kanały (być może powstałe na skutek okresowych przepływów wody) prowadzą do kanionu, dając podstawy do przypuszczeń, że kiedyś mogła płynąć tędy woda.
Poza ogólną krytyką kolonizacji kosmosu przez ludzi, są też specyficzne obawy na temat kolonizacji Marsa: Promieniowanie kosmiczne zarówno galaktyczne wszechobecne w przestrzeni kosmicznej, pochodzące od gwiazd jak i wiatr słoneczny emitowany przez Słońce, szczególnie podczas burz (rozbłysków) słonecznych, jest główną przeszkodą w załogowych lotach międzyplanetarnych. Po opuszczeniu ochronnej ziemskiej magnetosfery, podczas kilkumiesięcznego lotu na Marsa i potem życia na Marsie, który nie posiada własnej magnetosfery, ludzie wystawieni są na owo promieniowanie jonizujące. Na skutek promieniowania uszkodzeniu ulega DNA w komórkach każdego żywego organizmu, następująca potem choroba popromienna, której towarzyszą: rozwój chorób nowotworowych, krwotoki wewnętrzne, przyśpieszony rozwój zaćmy, ślepota, demencja i śmierć. Marsjańska grawitacja to zaledwie 0,38 ziemskiej, a gęstość atmosfery jest 100 razy mniejsza od tej na Ziemi. Silniejsza grawitacja niż na Księżycu i obecność efektów aerodynamicznych utrudnia lądowanie ciężkich, załogowych statków kosmicznych, ponadto atmosfera jest zbyt cienka, by efektywnie wykorzystać hamowanie aerodynamiczne. Lądowanie na Marsie misji załogowych będzie wymagało innej techniki niż stosowane w misjach księżycowych i misjach lądowników-robotów na Marsie. Na pytanie, czy życie kiedyś istniało lub istnieje na Marsie, nie ma w tej chwili jednoznacznej odpowiedzi. Budzi to obawy dotyczące możliwego skażenia planety ziemskimi organizmami i ewentualnej interakcji obu form życia. Zwolennicy powrotu na Księżyc mówią, że jest on bardziej logicznym umiejscowieniem pierwszych kolonii. Tym bardziej, że mógłby posłużyć jako poligon doświadczalny i miejsce przygotowań dla przyszłej załogowej misji na Marsa. Przeciwnicy tej koncepcji twierdzą natomiast, że Księżyc nie posiada atmosfery, a poza tym występuje na nim bardzo duża amplituda temperatur i długi okres obrotu wokół własnej osi. Te różnice powodują, że Mars jest ciałem niebieskim bardziej podobnym do Ziemi niż Księżyc. Antarktyda czy pustynie Ziemi zapewniają lepsze tereny do ćwiczeń przy znacznie mniejszych kosztach. Ponadto na Księżycu brak jest w dostatecznej ilości pierwiastków koniecznych do życia, jak choćby wodoru, azotu czy węgla (50 -100 ppm). cdn