Poprzednie misje przyniosły wiele ciekawych i przydatnych informacji na temat czwartej planety Układu Słonecznego. Jedną z najważniejszych, czyli ta o obecności lodu wodnego na Marsie, podsyciła nadzieje na powodzenie załogowej wyprawy. Teraz głównym pytaniem jest czy i kiedy ludzkość będzie gotowa zamieszkać na innej planecie?
NASA chce wysłać astronautów na Marsa za minimum 10 lat. Również Chiny mają długoterminowe plany dotyczące wysłania swojej pierwszej załogowej wyprawy na Czerwoną Planetę. Ale na razie Ci, którzy chcą posmakować marsjańskiego życia, mogą odwiedzić bazę na pustyni Gobi. Naukowcy starali się odtworzyć w niej warunki realnie panujące na Marsie.
Najmniej znany jest marsjański program realizowany przez Zjednoczone Emiraty Arabskie. Wysłany w lipcu 2020 roku orbiter ZEA bada dzienne i sezonowe cykle pogodowe oraz zjawiska w dolnych warstwach atmosfery, takich jak burze piaskowe, a także różnice pogodowe charakterystyczne dla poszczególnych regionów planety. Analiza danych zbierane przez to urządzenie pozwoli na poszerzenie wiedzy na temat utraty wodoru i tlenu w atmosferze Marsa oraz innych przyczyn drastycznych zmian klimatycznych jakie można zaobserwować na tej planecie. Obecnie naukowcy ZEA opracowali plan, w ramach którego w ciągu najbliższych 50-100 lat będzie można stworzyć tam kolonię.
Najbardziej ambitne plany dotyczące kolonizacji Marsa ma jednak ekscentryczny miliarder Elon Musk. Założyciel Space X chce wysłać ludzi jeszcze w tej dekadzie. W zeszłorocznym wywiadzie stwierdził, że załogowa misja może odbyć się w 2026 roku. Jednak wielu naukowców ostrzega przed zbyt zbytnim optymizmem. Oto niektóre z największych wyzwań, od których realizacji zależy los pierwszych osadników na Marsie.
Skazani na samodzielność
Odległość między Ziemią a Księżycem wynosi „zaledwie” 384 400 km. Dlatego loty księżycowe w ramach misji Apollo trwały zaledwie kilku dni. Inaczej jest z wyprawami na Czerwoną Planetę. Zarówno Ziemia jak i Mars poruszają się po eliptycznych orbitach, a w związku z tym odległość między Marsem a Ziemią zmienia się w czasie i wynosi od 56 milionów do ponad 400 milionów kilometrów. Oznacza to, że podróż na Marsa najprawdopodobniej zajmie od sześciu do dziewięciu miesięcy. I to nawet wówczas gdy start z Ziemi nastąpi w niewielkim oknie czasowym, w którym obie planety będą w najlepszym położeniu do podróży kosmicznych.
Ogromne i zmieniające się w czasie odległości między Ziemią, a Marsem sprawiają, że logistyka takiej wyprawy jest mocno utrudniona. I tak ja w przypadku eksploracji Księżyca istnieje możliwość udzielenia szybkiej pomocy w razie wypadku, dowiezienia żywności lub innego zaopatrzenia z Ziemi lub ze stacji kosmicznej zbudowanej w połowie drogi między oboma ciałami niebieskimi, to „Tak nie będzie w przypadku Marsa,”- uważa Alice Gorman, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Flinders w Adelajdzie i członkini rady doradczej Stowarzyszenia Przemysłu Kosmicznego Australii.
Zabójcze fale
Jednym z najważniejszych zagrożeń jakie za sobą niesie kilkumiesięczny lot w kosmosie są rozbłyski słoneczne. Rozbłysk to najpotężniejszy rodzaj eksplozji jaki udało się do tej pory zarejestrować w Układzie Słonecznym. Jego moc porównywana jest z wybuchem 100 milionów bomb wodorowych. Astronauci na orbicie są chronieni przez ziemskie pole magnetyczne, ale podróżujący w kosmosie narażeni na takie promieniowanie nie przetrwaliby dłużej niż kilka dni.
„To straszliwy rodzaj śmierć” – powiedział prowadzący badania związane z życiem na Marsie Lewis Dartnell, profesor i specjalista astrobiologii na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Westminster w Londynie
Rozwiązaniem tego problemu mogłoby być wykorzystanie pokładowych zbiorników na wodę jak tarcz, uważa Dartnell. W przypadku zaistnienia rozbłysku słonecznego astronauci mogliby wycofać się swego rodzaju „pokoju paniki” chronionego tymi właśnie zbiornikami. Jednak największym problemem nie jest sama aktywność Słońca, ale jej wykrywanie. Zwłaszcza po tej stronie, która nie jest zwrócona w kierunku Ziemi. Brak możliwości ustalenia prognoz „pogody” na Słońcu uniemożliwia na razie ostrzeżenie załogi przed potencjalnym zagrożeniem. „Nie mamy dostatecznej zdolności obserwacji Słońca pod różnymi kątami, co umożliwiłoby śledzenie burz słonecznych,”- twierdzi Dartnell.
Burze piaskowe: zagrożenie, które można wykorzystać
Promieniowanie kosmiczne i rozbłyski słoneczne stanowią problem nie tylko w czasie lotu między planetami. Mars ma znacznie cieńszą atmosferę niż Ziemia i nie ma dostatecznej osłony magnetycznej, która chroniłaby ludzi żyjących na powierzchni planety przed negatywnymi skutkami wpływu kosmosu. Dodatkowo powierzchnia Czerwonej Planety jest w dużej mierze pokryta pyłem, a tworzące się z niego potężne burze mogą tworzyć chmury blokujące dostęp światła słonecznego do powierzchni planety, powiedział Nilton Renno, profesor z University of Michigan, którego zainteresowania badawcze obejmują astrobiologię.
Podczas takiej burzy „przez dwa miesiące na powierzchni Marsa jest prawie jak w środku nocy” - powiedział Renno. Jeśli jedynym źródłem energii dostępnej dla osadników będą panele słoneczne to brak prądu solarnego zmniejszy szanse ludzi na przeżycie do zera - nie uda im się utrzymać odpowiedniej temperatury niezbędnej do życia.
Jednym z rozwiązań zaproponowanych przez naukowców jest użycie marsjańskiego pyłu do ochrony i wyłożenia zewnętrznej części schronów workami wypełnionymi marsjańską glebą. Tak przygotowane bariery mogłyby blokować promieniowanie z kosmosu, twierdzi Joseph Michalski, profesor nadzwyczajny z Uniwersytetu w Hongkongu, który bada możliwości kolonizacji Marsa. Inną propozycją jest skolonizowanie marsjańskich jaskini, które powstały w czasach gdy Mars był aktywny wulkanicznie.
Jak zdobyć wodę, jedzenie i tlen?
Kluczowym problemem każdej dłuższej wyprawy jest zapewnienie dostępu do wody i jedzenia. Nad rozwiązaniem tego problemu pracuje Elisabeth Hausrath, profesor nadzwyczajny na University of Nevada w Las Vegas. Przez ostatnie półtora roku NASA wspierała jej badania nad glonami śnieżnymi, typowymi dla pustyni Nevada i innych wysokogórskich środowisk ziemskich ubogich w składniki odżywcze, czyli w warunkach naśladujących te występujące na Marsie.
Rozrastające się glony mogłyby rosnąć w szklarniach wykonanych z elastycznego materiału podobnego do skafandra kosmicznego. Uprawiane w ten sposób glony mogłaby nie tylko stanowić źródło pożywienia, ale także produkować tlen. Badania są wciąż na wczesnym etapie, choć zdaniem Hausrath glony doskonale sobie radzą w trudnych warunkach.
Następnym problemem z jakim muszą się zmierzyć naukowcy jest sposób w jaki ludzie mogą pozyskać wystarczającą ilość wody, aby przetrwać na Marsie. Wprawdzie planeta ma trochę lodu podpowierzchniowego, który może być źródłem wody, ale przyszła misja na Marsie będzie musiała użyć radaru do mapowania jego rozmieszczenia, powiedziała Victoria Hamilton, geolog planetarny z Southwest Research Institute w Boulder w Kolorado. „Kiedy już wiesz, gdzie jest lód, to możesz tam wysłać ludzi” - powiedziała.
Powrót z gwiazd
Na chwilę obecną wyprawa na Marsa to podróż w jedna stronę. Dostarczenie na Czerwoną Planetę wystarczającej ilości paliwa kosmicznego umożliwiającego powrót na Ziemię na chwilę obecną jest technicznie niemożliwe. Paliwo rakietowe „jest po prostu za ciężkie”, zauważa Michalski.
Rozwiązaniem tego problemu mogłoby być wykorzystanie zasobów planety do produkcji paliwa. Najpierw należałoby uwolnić wodę z lodu podpowierzchniowego i uwodnionych skał, a następnie wykorzystując zaawansowane procesy chemiczne wytworzyć paliwo rakietowe.
Optymiści uważają, że prędzej czy później naukowcy rozwiążą te problemy. Może niekoniecznie w ciągu nadchodzących 5 lat. Ale perspektywa 50 lat jest zdaniem ekspertów jak najbardziej realna.