Mars i promieniowanie kosmiczne

Jednym z największych wyzwań dotyczących wyprawy załogowej na Marsa jest promieniowanie kosmiczne. Niedawne trafiłem na stronę SpaceX po polsku, gdzie ten temat jest dość wielostronnie i dokładnie analizowany. Z informacji zawartych na stronie wynika, że codzienne promieniowanie podczas trwającej kilka miesięcy wyprawy na Czerwoną Planetę nieznacznie tylko zwiększa ryzyko zachorowania na raka, natomiast naprawdę groźne mogą być masywne rozbłyski słoneczne, które w ekstremalnej sytuacji mogą nawet zabić załogę statku.

Musk bywa krytykowany za zbyt pobłażliwy stosunek do śmiercionośnego wpływu promieniowania kosmicznego na ludzi. Wydaje się jednak, że SpaceX rozpatruje ten problem bardzo na serio, starając się na przykład uzyskać jak największy rozmiar statku kosmicznego. Docelową jego formą jest pojazd kosmiczny znany nam do tej pory jedynie z filmów Science Fiction, czyli nie rakieta, ale konstrukcja mogąca wielokrotnie lądować i startować z różnych ciał kosmicznych i nie wymagająca po każdej tego typu aktywności drobiazgowych i wielomiesięcznych przeglądów technicznych. SpaceX ocenia, że do pierwszego etapu kolonizacji Marsa potrzebne będzie tysiąc statków kosmicznych utrzymujących stałą łączność z Ziemią, podobnie jak czynią to linie lotnicze między największymi miastami na Ziemi.

Do ekranizacji statku przed promieniowaniem najlepszym surowcem wydaje się woda. Nie dlatego, że jest najlżejsza, ale dlatego, że i tak trzeba ją mieć na pokładzie, aby kosmonauci mieli konieczne dla przeżycia surowce. Jednakże udoskonalony już na międzynarodowej stacji kosmicznej obieg zamknięty wody sprawia, że dla utrzymania przy życiu kilku osób nie trzeba jej wcale tak wiele. Zatem potrzebna do misji załogowych na Marsa ilość wody zapewniłaby tylko kilkunastoprocentową ekranizację przed promieniowaniem kosmicznych. Reszta musiałaby pochodzić z nowoczesnych materiałów polimerowych. Statek kosmiczny powinien posiadać też schron chroniący przed masywnymi rozbłyskami słonecznymi. Kosmonauci udawaliby się do niego tylko na czas spodziewanego rozbłysku. Ów schron przydałby się także na bardzo wczesnym etapie kolonizacji Marsa, gdy załoga nie miałaby jeszcze gotowego habitatu na Marsie i musiała mieszkać w samym statku kosmicznym.

Wydaje się jednak, że załogowa wyprawa na Marsa, związana z dłuższym na nim pobytem, powinna być poprzedzona wieloma bezzałogowymi lotami na Marsa, w trakcie których rozmieszczono by na Marsie potrzebne do budowy bazy elementy. Możliwe, że oprócz nich wysłane zostałyby także roboty, które zajęłyby się budową bazy, zanim przybyłby człowiek. Baza powstałaby zapewne w oparciu o jaskinię lawową. Tu artykuł na ten temat. Wielometrowa warstwa skład stanowiłaby znakomity filtr dla promieniowania. Jaskinię można by oczywiście zamknąć i uszczelnić,  co zwiększyłoby jej zdolność ekranizowania promieniowania kosmicznego, a także pozwoliłoby zapewnić w jej wnętrzu ziemską atmosferę.

Do podróżny na Czerwoną Planetę SpaceX testuje tak zwane „Starshipy”. Tu artykuł na ten temat. Mają być one docelowo stosunkowo tanim i praktycznym „samolotem kosmicznym”. Właśnie tego statków powinno powstać około tysiąca, aby możliwe było założenie stałej kolonii na Marsie. Wydaje się jednak, że alternatywą dla tego rozwiązania jest mniejsza ilość za to znacznie większych statków, montowanych na orbicie Ziemi. Być może za miejsce do montażu mógłby posłużyć także Księżyc, gdybyśmy nauczyli się wykorzystywać do takich kosmicznych stoczni znajdujące się na Księżycu surowce. Ceną za to byłaby oczywiście konieczność pokonania grawitacji na powierzchni Księżyca w celu dalszej załogowej wyprawy na Marsa. Na Księżycu znajduje się wiele surowców, do dalszej wyprawy kosmicznej, jak i do podtrzymywania księżycowej stoczni,  z pewnością przydałby się wysokoenergetyczny hel-3 i woda.   

Jak podaje angielska wikipedia:

Poczyniono wiele spekulacji na temat możliwości wykorzystania helu-3 jako przyszłego źródła energii. W przeciwieństwie do większości reakcji rozszczepienia jądrowego, fuzja atomów helu-3 uwalnia duże ilości energii bez powodowania radioaktywności otaczającego materiału. Jednak temperatury wymagane do osiągnięcia reakcji syntezy helu-3 są znacznie wyższe niż w przypadku tradycyjnych reakcji syntezy jądrowej, a proces może nieuchronnie powodować inne reakcje, które same mogą spowodować, że otaczający materiał stanie się radioaktywny.

Uważa się, że obfitość helu-3 jest większa na Księżycu niż na Ziemi, ponieważ przez miliardy lat był osadzony w górnej warstwie regolitu przez wiatr słoneczny.

Gdy czytamy o potencjalnych możliwościach i projektach kolonizacji Marsa, wydaje się być to jak najbardziej możliwe, wymaga jedynie ogromnej inwestycji na początku. Z racjonalnego punktu widzenia ludzkość musi zasiedlić inną, obok macierzystej Ziemi, planetę Układu Słonecznego, aby przetrwać. Na razie nasze istnienie wisi na włosku, wystarczy jedna z wielkich katastrof kosmicznych, jakie zdarzały się w historii Ziemi, aby zakończyć istnienie człowieka, lub też cofnąć go cywilizacyjnie i znacząco ograniczyć jego możliwości na tysiące, jeśli nie miliony lat.

Niestety, coraz więcej ludzi jest obojętnych na przyszłość własnego gatunku, na zasadzie „po nas choćby potop”. Paradoksalnie, nawet ludzie przejęci zagrożeniami na Ziemi, takimi jak globalne ocieplenie, wpadają często w narrację typu: „człowiek jest niszczycielskim pasożytem Ziemi, w sumie dobrze, że obecnie słabiej się rozmnaża, jeśli wymrze(my) tym lepiej dla życia na Ziemi”. Tymczasem my, Homo sapiens sapiens, jesteśmy ambasadorami owego życia, świadomymi istotami wyrosłymi z ewolucji naturalnej, jedynymi mogącymi badać kosmos. Koty czy delfiny, choć bardzo inteligentne i najpewniej świadome, nie badają kosmosu i z pewnością nie są w stanie zrozumieć fizyki kwantowej czy teorii względności. Większość życia na Ziemi jest najpewniej, w przeciwieństwie do ludzi, ssaków, ptaków  i może rozwiniętych mięczaków, zupełnie nieświadoma. Nie doceni zatem, że człowiek odszedł i dla życia na Ziemi jest „lepiej”.