Klub Astronomiczny „Almukantarat”

Powrót do działu „Wiedza”

Możliwość kolonizacji Marsa

Marcin Stefański
Perkoz, 16–19 X 2003

Od czasu pierwszych wypraw załogowych na Księżyc, dużo mówi się o przyszłej kolonizacji planet Układu Słonecznego. Jednak większość planet nie spełnia nawet elementarnych wymagań co do warunków naturalnych. Z racji temperatury odpadają Merkury i Wenus, na których formy życia oparte na wodorze nie mają szans się utrzymać. Jowisz, Saturn, oraz Uran — z racji swojej grubej gęstej i nieprzyjaznej atmosfery. Neptun oraz Pluton, z powodu zbyt niskiej temperatury. Czego właściwie potrzebuje człowiek? Przede wszystkim atmosfery o odpowiednim ciśnieniu i temperaturze. Jeśli chodzi o ciśnienie, jesteśmy dość wybredni: tolerancja waha się od 500 hPa na wyżynie tybetańskiej do około tysiąca. Temperatura z kolei nie może wykroczyć poza przedział −60÷50 °C. Ponadto potrzebujemy wody, pożywienia i tlenu. Część tych warunków spełnia nasz najbliższy sąsiad — Mars. Krąży on po orbicie niewiele oddalonej od Ziemskiej, nic więc dziwnego, że wraz z Księżycem i pozostałymi planetami wewnętrznymi stał się obiektem obserwacji i badań.

Fotomapa Marsa. Kliknij, aby powiększyć
Fotomapa Marsa. Kliknij, aby powiększyć

Pierwsze próby lotów bezzałogowych na Marsa podjęli Rosjanie. Jednak pierwsze próby z sondami Marsnik I i Marsnik II z 10 i 14 pazdziernika 1960 roku nie powiodły się — nie oderwały się one od Ziemi, zmarnowano szansę. Pierwszym próbnikiem który dotarł do Marsa był radziecki Mars I. Wystrzelony w grudniu 1962 roku. Sonda miała przesłać na Ziemię pierwsze zdjęcia Marsa wykonane podczas przelotu w pobliżu planety. Jednak w marcu 1963 roku na 3 miesiące przed dotarciem do celu sonda umilkła. Pierwsza misja amerykańska również się nie powiodła. Tym razem błąd wystąpił wkrótce po starcie sondy Mariner III w grudniu 1964 roku. Po miesiącu USA wystrzeliła następną sondę, Mariner IV. Była to pierwsza misja marsjańska zakończona sukcesem. W lipcu 1965 roku sonda przeleciała w odległości ponad 10 000 km od powierzchni czerwonej planety i przesłala na Ziemię jej zdjęcia. Marinery 6 i 7 wystrzelone w lutym i w marcu 1969 przeleciały obok Marsa odpowiednio w lipcu i w sierpniu tego roku. Obie sondy zbliżyły się do planety na znacznie mniejsza odleglosc niż poprzednik i przeslały do bazy 235 zdjęć. Misje sond, ktore przelatywały w pobliżu Marsa dostarczyły zdjęć powierzchni planety, informacji o jej atm, oraz innych cennych danych.

Wyniki badań na pierwszy rzut oka przedstawiały się bardzo obiecująco. Odnaleziono tam zagłębienia przypominające wyschnięte koryta rzek, co nasunęło przypuszczenie, że kiedyś na tej planecie była woda, a więc, być może, życie… Wielkie oczekiwania wzbudziły wyniki rozpoczętych w 1996 roku badań nad meteorytem z Marsa, który spadł na Antarktydę 13 tysięcy lat temu. Meteoryt zawiera ślady związków organicznych węgla, przypominających te, które powstają podczas rozkładu planktonu lub towarzyszą rozwojowi pewnych bakterii. Być może, odkryte związki są jednak pochodzenia chemicznego i trafiły na Marsa podczas tworzenia się Układu Słonecznego. Przyjęto hipotezę, że życie na Marsie (jeśli istniało i nie wyginęło) schowało się do wnętrza planety. W pierwszej połowie roku 1997 na „Czerwonej Planecie” — jak nazywany jest Mars — wylądowała amerykańska sonda „Pathfinder”, która między innymi pobiera i analizuje próbki tamtejszej gleby. Może wkrótce dostarczy nowego materiału do badań. Ciekawostką jest „twarz Marsjanina” — twór geologiczny na powierzchni planety, przypominający twarz człowieka. Przez dłuższy czas był on argumentem za istnieniem inteligentnych form życia na Marsie, dziś wiemy że był on jedynie grą świateł na powierzchni planety. Ale naukowców nie interesują przypuszczenia — skupiają się na faktach. Czego możemy oczekiwać od Czerwonej Planety?

Temperatura na Marsie waha się od −120° do +20°C. Dolna granica, choć zgubna dla ludzkiego organizmu nie jest tak wielką przeszkodą — odpowiednie kombinezony będą w stanie utrzymać ciepło. Podonie jest z—wodą które istnienie na Marsie potwierdziły badania sond regularnie wysyłanych na tą Planetę. Duże jej pokłady mają się znajdować pod skorupą w postaci lodu. Równie korzystnie przedstawia się marsjański czas: choć rok jest niemal dwukrotnie dłuższy niż na Ziemi (i wynosi 686 d 23 h 31 m), to doba trwa tam zaledwie pół godziny dłużej. Z pewnością ułatwi to proces adaptacyjny pierwszych kolonizatorów. Także łączność z planetą nie będzie należeć do trudnych — przy sprzyjającym ułożeniu orbit, podróż z planety na planetę trwać będzie (przy zastosowaniu istniejących obecnie tehnologii) prawie 2 lata (tam i z powrotem). Dodatkowym ułatwieniem jest tu fakt, że grawitacja marsjańska jest trzykrotnie mniejsza od Ziemskiej co zmniejszy zapotrzebowanie na paliwo dla rakiet.

Niestety, warunki atmosferyczne nie wyglądają tak różowo — z racji niewielkiego ciążenia, atmosfera na Marsie jest bardzo rzadka — ciśnienie waha się w przedziale od 7 do 9 hPa. Jest to wartość niemożliwa do zaakceptowania dla żadnej ze znanych nam form życia. Sam skład atmosfery daje natomiast nadzieję   składa się ona głównie z dwutlenku węgla (95%), azotu (2,7%), oraz argonu (1,6)%. W śladowych ilościach występują także tlen, tlenek węgla oraz para wodna. Oddychanie na Marsie z całą pewnością nie należy do przyjemnych. Póki co.

Żeby mówić o jakichkolwiek procesach dostosowawczych, trzeba rozwiązać problem komunikacji między planetami. Loty załogowe i prowadzone w ich trakcie badania naukowe to oczywiście najbardziej spektakularne programy kosmiczne. Równolegle w kosmos wystrzeliwane są wciąż nowe satelity komunikacyjne, nawigacyjne i szpiegowskie. Japonia i Chiny opracowały swe własne programy, jednak większość lotów komercyjnych tradycyjnie odbywa sie z baz amerykańskich i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Również Rosja po rozpadzie systemu komunistycznego włączyła się do programów komercyjnych i ma zamiar przejąć dużą część funduszy płynących poprzednio do NASA i ESA. Dotychczas najdłuższe loty — na Księżyc i z powrotem, nie rozwiązują wielu problemów technologicznych. Problemem głównym jest całkowite odcięcie od zasobów naturalnych. Cała materia musi więc krążyć w obiegu zamkniętym z możliwie najmniejszą ilością produktów ubocznych. Od wielu lat trwają więc badania nad roślinami o największej wydajności w produkcji tlenu. Wyniki doświadczeń pokazują, że w systemie zamkniętym z roślinami człowiek może przeżyć bez zagrożenia życia maksymalnie 2 tygodnie, ale prace wciąż trwają, problem zostanie z pewnością rozwiązany. Jednocześnie znane nam gatunki są dostosowywane do potrzeb lotów bezzałogowych. Wiadomo już, że fasola, pomidory i ogórki nie robią sobie nic z nieważkości i spokojnie wydają plony. Pomidory ponadto zostały przymuszone do obywania się bez gleby. Polscy naukowcy wyhodowali je z korzeniami w powietrzu, co jakiś czas rozpylając na nie wodę z minerałami. Dla zbóż, które nie są dość odporne na zerową grawitację zaprojektowano bębny, gdzie utrzymywana jest stała, wystarczająca dla nich grawitacja.

Jak więc przystosować to środowisko do kolonizacji? Proces dostosowawczy Marsa przbiegać będzie w kilku etapach. Na początku rozpuszczeniu ulegną czapy dwutlenku węgla na biegunach planety. Można to uzyskać zmieniając kolor czap polarnych za pomocą pigmentu, tak, aby pochłaniały więcej promieniowania słonecznego, lub skupienie światła z innych obszarów za pomocą systemu wielkich luster. Proces ten potrwa najwyżej kilka lat. Gęstość atmosfery wrośnie dzięki temu do około 100 hPa, dodatkowo zwiększyłoby to efekt cieplarniany. Temperatura na Marsie zaczęłaby się stabilizować, wahania dobowe znacznie by się zmniejszyły. Wyższa temperatura spowodowałaby z kolei wydzielanie się CO2 ze skorupy Marsa. Ten proces będzie już znacznie dłuższy, potrwa to co najmniej kilkaset lat. Po zakończeniu tych procesów ciśnienie na Marsie osiągnie wartość około 500 hPa, co odpowiada ciśnieniu panującemu na wyżynie tybetańskiej. Temperatura wzrośnie do poziomu akceptowanego przez ludzki organizm. Ułatwi to pracę kolonizatorom, którzy będą mogli zrezygnować z ograniczających ruchy skafandrów z systemami podtrzymywania życia na rzecz lekkich ubiorów z wyposażeniem sprowadzający się do niewielkiego aparatu tlenowego oraz systemem łączności. Rozpuszczeniu ulegną pokłady zamrożonej w skorupie wody i w ten sposób powstanie namiastka ziemskich warunków. Nędzna, lecz wystarczająca dla bakterii beztlenowyh i roślin, które w przeciągu kolejnych kilkuset lat przetworzyłyby atmosferę składającą się w 99% z CO2 na znacznie bardziej dostosowaną do potrzeb człowieka. Także człowiek przystosowywałby się z każdym pokoleniem do warunków panujących na Marsie. Zmianie uległby wzrost — Marsjanie byliby wyżsi lecz słabsi od Ziemian… Z czasem Czerwona Planeta stałaby się drugą Błękitną Planetą i domem dla wielu milionów ludzkich istnień. Pytanie tylko, czy docenią trud pierwszych kolonizatorów i nie zniszczą delikatnego ekosystemu Marsa tak, jak od wielu lat robią to na Ziemi.

Menu