Astronauci na Marsie, czyli kosmiczne nieporozumienie

Czy załogowa wyprawa na Marsa odbędzie się jeszcze za naszego życia? Elon Musk uważa, że to oczywiste i snuje nawet plany marsjańskich baz, gdzie będą mieszkać. Gdy się jednak przyjrzeć takim planom, okazuje się, że są to zwykłe mrzonki.

Są dwa powody, dla których nie może się to udać - jeszcze nie teraz. Jednym jest gigantyczny koszt takiej wyprawy. Drugim, nie mniej ważnym, ludzka biologia.

Zacznijmy od pieniędzy. Program Apollo, dzięki któremu ludzkość stanęła na Księżycu, kosztował (licząc dzisiejszą wartość) nieco ponad 250 miliardów dolarów. Mars - nawet gdy znajduje się po tej samej stronie Słońca, co Ziemia - leży 350 razy dalej.

Dyrektor Mars Institute (częściowo finansowanego przez NASA) obliczył koszt wysłania czterech osób na Czerwoną Planetę na bilion (czyli tysiąc miliardów) dolarów. To tylko cztery razy tyle, ile kosztował Program Apollo, bo wiele technologii już istnieje i nie trzeba ich odkrywać. Mimo to firm z takim kapitałem na świecie po prostu nie ma.

SpaceX Elona Muska ma już połowę rynku komercyjnych lotów kosmicznych. Przychody firmy to około 1,2 mld dolarów rocznie. Łatwo policzyć, że nawet gdyby przeznaczać całe jej przychody na marsjańską misję, zebranie odpowiedniej kwoty zajęłoby tysiąc lat.

To prawda, sam Musk posiada majątek o wartości około 250 miliardów dolarów. Gdyby sprzedał wszystkie akcje i nieruchomości, mógłby sfinansować jedną czwartą załogowej wyprawy na Czerwoną Planetę.

Przypuśćmy, że pieniądze nie są problemem. Ludzkość postanawia wysłać czworo astronautów na Marsa. Podróż Apollo 15 na Księżyc trwała cztery dni. Podróż na Marsa przy obecnej technologii rakietowej potrwa rok, półtora. Na to biologia nas nie przygotowała.

Ziemia ma pole magnetyczne, które chroni nas przed kosmicznym promieniowaniem. Poza pobliżem naszej planety promieniowanie jest już tak silne, że uszkodzi ciała i mózgi astronautów. 

Można astronautów przed promieniowaniem osłonić. Jednak gruba osłona oznacza obciążenie statku. A to - dodatkowy koszt wyniesienia rakiety z powierzchni Ziemi. Z tego między innymi powodu pojawił się nawet pomysł, żeby warstwę ochronną statku stanowiły... odchody astronautów.

Można wyposażyć statek kosmiczny w pole magnetyczne. Jednak żeby je wytworzyć, potrzeba energii. Żeby wytworzyć energię - potrzeba paliwa. Znów rośnie masa rakiety, więc koszt jej budowy i startu.

Przeczytaj też: W USA będą hodować sztuczne mięso w ogromnych bioreaktorach

Załóżmy jednak, że statek jest odpowiednio zabezpieczony. Astronauci cali i zdrowi dotarli na Marsa. Co na nich tam czeka? Nic. Dosłownie.

Marsjańska baza to mrzonki. Trzeba by ją przed lądowaniem astronautów przetransportować w częściach. To wymagałoby kilku wcześniejszych misji (pamiętajmy, każda kosztuje bilion dolarów) i składania na miejscu. 

To nie będzie łatwe, bo składanie musi być precyzyjne (najmniejsza nieszczelność bazy może astronautów pozbawić tlenu), a trzeba będzie to robić w grubych skafandrach. Mogą to zrobić roboty - ale znów - trzeba by je wcześniej na Marsa przetransportować.

Prościej już będzie wykopać siedzibę astronautów pod powierzchnią. Tyle, że do tego także potrzebny jest odpowiedni sprzęt. Jeśli sprzęt, to zapasowe części... A to dopiero początek listy.

Człowiek potrzebuje około tony żywności rocznie. Doliczmy do masy kosmicznego statku cztery tony prowiantu i drugie tyle na podróż z powrotem.

O uprawie roślin na Marsie spróbujmy (mimo filmu “Marsjanin") zapomnieć. Z badań wykonywanych przez marsjańskie łaziki wynika, że tamtejsza gleba zawiera od 0,5 do 1 proc. nadchloranów. To stężenie na tyle wysokie, że rośliny by nie przeżyły. Nawet gdyby udało się marsjańską glebę oczyścić (co nawet na ziemi jest dość skomplikowane i wymaga odpowiednich instalacji i enzymów), rośliny muszą mieć pod dostatkiem wody.

Oczywiście ludzie też jej potrzebują. Być może woda ukrywa się w marsjańskiej glebie. Póki jednak tego nie wiemy na pewno, rozsądnie będzie zabrać zapas wody. Licząc niecałe trzy litry na osobę dziennie, astronauta będzie potrzebować jej tonę na rok. Czworo na dwa lata - osiem ton.

Gorzej jest z tlenem. Człowiek potrzebuje go prawie tonę rocznie. Tlen, jak wskazują badania, można by pozyskać z marsjańskich skał (przy okazji usuwania nadchloranów). Jednak ich przeróbka wymagać będzie odpowiednich urządzeń i energii. To kolejne tony ładunku.

Zobacz także: Energia z wiatru sposobem na drogi prąd. Dzięki turbinom jest dużo taniej

Tyle, że czystym tlenem nie można długo oddychać, jest zbyt toksyczny. Na Marsie (poza trującym dwutlenkiem węgla) nie ma gazów, którymi można by tlen rozcieńczyć. Na każdego astronautę trzeba zabrać więc dziesięć ton powietrza, czyli czterdzieści ton ładunku. To na podróż w jedną stronę, w obie - osiemdziesiąt. Można oczywiście te obojętne gazy odzyskiwać, ale trzeba mieć ich zapas na wypadek rozszczelnienia bazy.

Energię mogą dostarczyć panele fotowoltaiczne (a one również ważą). Warto jednak mieć zapas paliwa na kilka miesięcy, na wypadek pyłowej burzy. Raz na kilka lat na Marsie zdarzają się takie, które obejmują całą planetę i trwają tygodniami.

Cały plan wyprawy robi się niezwykle skomplikowany, lista niezbędnych na Czerwonej Planecie rzeczy niezwykle długa, a statek - coraz cięższy.

Jedyne, co możemy zrobić, to wysłać astronautów (oraz kilkadziesiąt ton ładunku) w ciasnej kapsule w podróż trwającą rok. Tylko po to, by na Marsie wylądowali i wrócili na Ziemię.

Za bilion dolarów można zrobić wiele innych, znacznie bardziej pożytecznych rzeczy. Można przestawić całe Stany Zjednoczone na fotowoltaikę. Można zamienić Saharę w pola uprawne lub zasadzić cztery Puszcze Amazońskie. Można wreszcie wynaleźć lekarstwa na tysiąc rodzajów chorób - koszt opracowania i przebadania jednego leku to około miliarda dolarów.

Kto miałby zresztą ów bilion wyłożyć? Misja na Księżyc była wynikiem kosmicznego wyścigu dwóch militarnych potęg. Opanowanie kosmicznych lotów dałoby niezwykłą przewagę nad przeciwnikiem, hojnie więc je finansowano. Budżet NASA stanowił nawet do 4,5 procent całego budżetu USA. Dziś to zaledwie pół procenta. 

Space X Elona Muska ma mniej niż jedna dziesiąta budżetu NASA. Wygląda na to, że opowieści o załogowej misji na Marsa to marketing. Firma zarabia przecież na komercyjnych lotach, wynoszących satelity na orbitę.

Nikt nie ma biliona dolarów.