Šiuo metu kaip ir nėra abejonių, kad Marsas bus antroji planeta, kurioje žengs žmogaus koja. Ne vieną dešimtmetį kalbama apie žmonių skrydį į Raudonąją planetą, po truputį vystomi ir planai. Nors įvairių optimistinių scenarijų – nuo fantastinių kūrinių praeito amžiaus viduryje ar pabaigoje iki labai reklaminių pareiškimų prieš dešimtmetį – autoriai žmones Marse matė jau šiandien ar netgi anksčiau, realistiški planai, aišku, gerokai konservatyvesni.
Šiuo metu kaip ir nėra abejonių, kad Marsas bus antroji planeta, kurioje žengs žmogaus koja. Ne vieną dešimtmetį kalbama apie žmonių skrydį į Raudonąją planetą, po truputį vystomi ir planai. Nors įvairių optimistinių scenarijų – nuo fantastinių kūrinių praeito amžiaus viduryje ar pabaigoje iki labai reklaminių pareiškimų prieš dešimtmetį – autoriai žmones Marse matė jau šiandien ar netgi anksčiau, realistiški planai, aišku, gerokai konservatyvesni. Pagal šiandienę viziją, pirmieji žmonės į Marsą išskristi galėtų 2033-aisiais; žinoma, šią datą reikėtų vertinti atsargiai – kaip dažnai nutinka didžiulėms misijoms, kokie nors pasirengimai gali užtrukti ilgiau ir žmonių skrydį teks nukelti dviem, ketveriais ar daugiau metų į ateitį. Visgi manau, kad per ateinančius 10-20 metų bent vieną žmonių skrydį į Marsą pamatysime.
Kaip tokia misija atrodys? Kiek ji truks, kas skris, ką veiks nuskridę? Kaip žmonės įsikurs Marse, jei bus nuspręsta misijas vykdyti reguliariai? Apie tai kviečiu skaityti žemiau.
Pirmieji žmonės Marse. Dailininko vizualizacija. Šaltinis: NASA, The Planetary Society
Šį tekstą parašiau, nes turiu daug dosnių remėjų Contribee platformoje. Ačiū jums! Jei manote, kad mano tekstai verti reguliarios paramos, prisijungti prie jų galite ir jūs.
Misijos trukmė. Su šiandieninėmis technologijomis kelionė iki Marso trunka 6-9 mėnesius. Trumpai tariant, taip yra todėl, kad reikia taupyti kurą, taigi negalima visą laiką laikyti įjungtų variklių. Beveik visą kelionę erdvėlaivis skrenda laisvai, pagreitėja tik prie Žemės ir prie Marso. Plačiau apie orbitų detales rašiau prieš keletą metų. Kelionė atgal truktų antra tiek, taigi bent metai-pusantrų būtų praleisti vien tranzite. Skristi į Marsą neįmanoma bet kada – misijos paleidžiamos tuo metu, kai Marsas artėja prie artimiausio Žemei taško savo orbitoje; tokios pozicijos pasikartoja kas 26 mėnesius. Grįžimui atgal reikia panašiai specifinės konfigūracijos. Taigi dažnu atveju, nuvykę į Marsą, astronautai nori nenori turėtų jame praleisti bent keletą mėnesių, kol galėtų saugiai grįžti į Žemę. Tiesa, kartais būna ir išimčių – 2033 metais Marso, Žemės ir Veneros išsidėstymas bus toks, kad misiją į Marsą galima būtų įvykdyti, praleidžiant Raudonojoje planetoje vos mėnesį, ir grįžtant su pralėkimu pro Venerą. Visa misijos trukmė būtų tik vos daugiau nei pusantrų metų. Panaši konfigūracija pasikartoja maždaug kas 15 metų.
Galima santykinai trumpos misijos į Marsą orbita. Misija vyktų 2033 metais – tada į Marsą nuskristi būtų galima per mažiau nei septynis mėnesius, o išskristi – tik po mėnesio buvimo planetoje. Šaltinis: Price et al. (2023))
Geriau pagalvojus, orbitinio judėjimo keliami ribojimai nėra didelė problema. Juk pusę metų ar ilgiau skridus iki Marso nesinorėtų leistis į tokios pat trukmės kelionę atgal, praleidus paskirties taške vos keletą valandų ar dienų, kaip buvo daroma Mėnulyje Apollo misijose. Nusileisti planetoje, įsirengti būstą, išžvalgyti aplinką, atlikti keletą tyrimų, paleisti keletą ilgalaikių… Visa tai tikrai gali užimti astronautams visus tuos mėnesius, iki atsivers paleidimo langas grįžti namo.
Nusileidimo vieta. Atvykus iki Marso, pirmasis darbas yra nusileisti. Kur tą geriausia daryti? Aišku, numatyta nusileidimo vieta būtų parinkta dar gerokai iki misijai paliekant Žemę, tačiau bet koks parinkimas turėtų remtis aiškiais kriterijais. Bene svarbiausi bet kokiai ilgesnei nei keleto dienų misijai yra Saulės energijos bei vandens ledo kiekis.
Saulės energija bus pagrindinis energijos šaltinis pirmiesiems žmonėms Marse. Praktiškai vienintelė alternatyva jai būtų branduolinis reaktorius, tačiau gabenti branduolinį užtaisą kartu su žmonėmis – milžiniška rizika, kurios geriau būtų išvengti. Be to, Saulės elementai mažesni, paprastesni, o vienam sugedus, likusios dešimtys ar šimtai gali toliau sėkmingai veikti. Tad reikia pasirinkti vietą, kur Saulė šviečia kuo daugiau. Dienos metu bet kur Marse galima pagauti panašų kiekį Saulės šviesos – tiesiog ties pusiauju užtektų paguldyti elementus ant paviršiaus, o arti ašigalių reikėtų juos gerokai pakreipti į šalį – bet diena ne visur vienoda. Dėl šios priežasties arčiau pusiaujo esantys regionai, kuriuose visus Marso metus dienos trukmė labai panaši, yra tinkamesni už ašigalius, kur poliarinė naktis verstų ieškoti milžiniškų energijos saugojimo priemonių. Be to, ties pusiauju šilčiau, taigi kiltų mažiau problemų apšildyti gyvenamąsias erdves ir marsaeigius.
Vandens ledo situacija – priešinga. Šilčiausiose vietose ties pusiauju vandens ledo mažai, o prie ašigalių, poliarinėse kepurėse, jo apstu. Laimei, vandens ledo yra ne tik poliarinėse kepurėse. Vidurinėse platumose jo taip pat nemažai, tik jį dengia šioks toks paviršinių dulkių sluoksnis. Prasikasti pro šias dulkes nebūtų sudėtinga, taigi nusileidę ten astronautai gautų tiek nemažai Saulės energijos ir šilumos, tiek vandens atsargų. Dar vienas vidurinių platumų, ypač šiaurės pusrutulyje, privalumas – reljefas. Marse ten dominuoja lygios žemumos, o tai – pati palankiausia vieta nusileisti. Kuo regionas lygesnis, tuo mažesnis pavojus atsitrenkti į kokią uolieną ar nutūpti šonu, o kuo jis žemiau, tuo labiau atmosfera sulėtina erdvėlaivį.
Vandens ledo marsalapis. Šaltesnės spalvos žymi ledą arčiau Marso paviršiaus. Juoduose regionuose paviršiuje per daug dulkių, kad galėtų saugiai nusileisti erdvėlaivis. Baltai apibrauktas regionas būtų tinkamiausias leistis pilotuojamai misijai, nes ten patogiausia išgauti ledą vidurinėse platumose. Šaltinis: NASA
Misijos tikslas. Pirmųjų žmonių misijų į Marsą tikslai greičiausiai bus būtent pačios misijos. Sėkmingas skrydis, nusileidimas, įsikūrimas, pakilimas ir grįžimas į Žemę jau yra daugybės darbo reikalaujanti užduotis, tad galvoti apie dar kokius nors mokslinius tyrimus, kuriuos astronautai galėtų atlikti būdami Marse, būtų didžiulė prabanga. Bent jau NASA kol kas laikosi tokio požiūrio ir kalbėdami apie žmonių misiją į Marsą, ją pačią laiko galutiniu tikslu. Aišku, artėjant misijos datai situacija gali ir pasikeisti. Tačiau net ir kalbant apie gerokai artimesnes „Artemis“ misijas į Mėnulį, jų tikslais įvardijami tik žmonių skrydžiai, o ne kokie nors specifiniai tyrimai, kuriuos astronautai atliks ten.
Ilgesnėje perspektyvoje, žinoma, žmonės Marse vykdys įvairius tyrimus. Neabejotinai bus stengiamasi darbus planuoti taip, kad autonominiai zondai – marsaeigiai – ir žmonės papildytų vieni kitų darbus, o ne konkuruotų tarpusavyje. Savaime suprantama, daugiausiai visuomenės dėmesio sulauktų misija, kurios tikslas būtų marsietiškos gyvybės paieškos. Deja, būtent tokios misijos žmonės vykdyti negalės. Priežastis paprasta: žmogaus, priešingai nei robotinio marsaeigio, neįmanoma idealiai sterilizuoti, taigi išlieka pavojus užteršti aplinką žemiškais mikroorganizmais. Jei ta aplinka bus tinkama gyvybei, panašiai į žemišką, mikroorganizmai gali pradėti joje daugintis, ir visa teritorija bus užteršta taip, kad negalėsime pasakyti, ar ten kokios nors vietinės gyvybės yra ar kada nors buvo. Tad žmonės kaip tik turės laikytis kuo atokiau nuo vietų, panašiausių į tinkamas gyvybei šiandieninio Marso paviršiuje.
Tiesa, ne viskas prarasta. Jau minėtas bendradarbiavimas su robotais leis žmonėms prisidėti prie tokių tyrimų. Laikydamiesi pakankamai atokiai ir valdydami robotus per atstumą, žmonės galėtų reikšmingai paspartinti misijas, lyginant su visiškai autonominiu progresu. Be to, jei atrasime gyvybės pėdsakų, vėlesnius tyrimus galėtų atlikti ir patys žmonės – tada idealus sterilumas nebebus tiek svarbus, nes turėsime su kuo palyginti žmonių surinktus gyvybės pavyzdžius.
Įgulos sudėtis. Kiek astronautų turėtų skristi į Marsą? Kokios jų specializacijos, koks amžius, tautybė, lytis? Galutinių atsakymų į šiuos klausimus dar neturime ir nustebčiau, jei gautume juos anksčiau nei apie 2030-uosius. Visgi šį tą sužinoti padeda simuliacinės misijos, kurių metu žmonės ilgą laiką praleidžia izoliuoti specialiai įrengtose bazėse, skirtose kuo geriau atkurti Marso sąlygas. Tokių misijų vykdyta ne viena, o naujausia prasidėjo vos kiek daugiau nei prieš mėnesį.
Marso simuliacinių misijų poligonas HI-SEAS, Havajuose. Šaltinis: HI-SEAS
Tokiuose bandymuose tikrinami įvairūs būsimos Marso ekspedicijos aspektai: darbas skafandruose, astronautų fiziologinių poreikių patenkinimas, ribota ir uždelsta komunikacija su Žeme. Bet svarbiausias iš jų – psichologiniai ilgos izoliacijos aspektai: tiek individualūs kiekvienam dalyviui, tiek komandos bendradarbiavimo detalės. Juk net ir normaliomis sąlygomis išgyventi pusantrų metų ar ilgiau su tais pačiais kambariokais gali būti sudėtinga, o ką kalbėti apie kelionę į Marsą, kai net negali išeiti į lauką, o nuo tavo sprendimų gali priklausyti misijos sėkmė ir jos dalyvių gyvybė.
Paprastai šiuose bandymuose vienu metu dalyvauja iki dešimties tiriamųjų. Realios misijos įgula greičiausiai irgi nebus didesnė, bet turbūt nesusidės ir iš trijų žmonių, kaip Apollo. NASA Orion kapsulė, kuri galbūt bus naudojama ir skrydžiui į Marsą, buvo planuojama šešiems astronautams, bet vėliau skaičius sumažintas iki keturių. SpaceX žada, kad Starship galės skraidinti net iki šimto žmonių, bet tai tik technologinė svajonė, o ne realių misijos planų padiktuotas skaičius.
Dar viena įdomi detalė – gali būti, kad Marso misijos įgulą sudarys vien moterys. Jau seniai žinoma ir daugybė eksperimentų parodė, kad moterys sunaudoja mažiau resursų, be to, jos sveria mažiau už vyrus, taigi kosminėje misijoje, kurioje kiekvienas kilogramas yra daug brangesnis už auksą, tai būtų didelis privalumas. Žinoma, tokios svarbos misijos įgulos sudėtį kažkiek padiktuos ir politiniai bei sociologiniai sumetimai – ką gali žinoti, kokie vėjai suksis šiose srityse po dešimtmečio ir kiek labai vertinamas bus įvairių socialinių grupių atstovavimas. Belieka tikėtis, kad tai netaps svarbiausiu kriterijumi, o įgula visgi bus renkama pagrinde pagal narių profesionalumą.
Gyvenamoji aplinka. Nuskridę į Marsą, kaip rašiau aukščiau, astronautai greičiausiai ten pasiliks bent kelioms savaitėms, jei ne mėnesiams. Visą laiką gyventi nusileidimo modulyje – labai jau nekokia perspektyva, ypač kai prieš tai pusmetį teko praleisti nedaug didesnėje uždaroje erdvėje. Tad greičiausiai gyvenimui bus pastatytas koks nors būstas.
Kaip tas būstas galėtų atrodyti? Per daugiau nei pusšimtį metų, kiek kalbama apie misiją į Marsą, buvo sukurtas ir ne vienas būsto dizaino pasiūlymas. Nesigilinant į detales, juos galima suskirstyti į dvi grupes: antžeminius ir požeminius (na, gal reikėtų sakyti „antmarsinius“ ir „pomarsinius“). Antžeminiai pastatai greičiausiai bus įvairūs kupolai ar panašūs storasieniai statiniai, susidedantys iš modulių, kuriuos galima nesunkiai izoliuoti vieną nuo kito, jei kurio nors hermetiškumas būtų pažeistas. Galimų modulių dizainų per dešimtmečius prigalvota irgi dešimtys. Požeminiai būstai galėtų būti įrengti lavos tuneliuose. Apie pastaruosius daugiau kalbama Mėnulio kontekste, bet Marse jų irgi esama. Lavos tuneliai turi daugybę privalumų, lyginant su gyvenimu paviršiuje: vien storas stogas, saugantis nuo žalingos spinduliuotės bei mikrometeoritų, gali sutaupyti gausybę statybos darbų ir resursų. Aišku, visko po paviršiumi nepaslėpsi: reikės ir susisiekimo su erdvėlaiviu, ir Saulės baterijų, ir gal net šiltnamio, kuriame būtų galima užsiauginti maisto kuo natūralesnėmis sąlygomis. Na, gerai, šiltnamis – ne pirmųjų misijų dalis, o jau nuolat gyvenamos bazės statybos etapas. Bet turėtume prieiti ir prie to – kaip ir Artemis programoje į Mėnulį, taip ir į Marsą bent jau NASA žada skristi tam, kad žmonės ten pasiliktų ilgam.
Vienas iš daugybės Marso gyvenamosios erdvės dizaino pasiūlymų. Šis – sulankstomas: viršuje matome supakuotą variantą, apačioje – išskleistą. Šaltinis: California Polytechnic State University, Pomona; montažas mano
Nesvarbu, kokiame būste bus nuspręsta gyventi, reikės jį pastatyti. Tam reikės ir darbo jėgos, ir resursų. Darbo jėga galėtų būti robotai – ne kartą iškelti pasiūlymai, jog prieš žmonių skrydžius į tą pačią Marso vietą nusileistų autonominiai statybos įrenginiai, kurie paruoštų viską, ko reikės žmonėms, įskaitant gyvenamąją erdvę, Saulės baterijas, gal net nusileidimo aikštelę. Kalbant apie resursus, statyboms reikės naudoti kuo daugiau vietinių išteklių. Aišku, sudėtingą elektroniką astronautai (arba išankstinės misijos) skraidins iš Žemės, bet betoną sienoms gabenti būtų labai neekonomiška, lygiai kaip ir vandenį ar netgi deguonį. Taigi reikės išgauti naudingas medžiagas iš Marso regolito (paviršiaus dulkių) bei negilių uolienų ar ledo klodų. Kaip įgyvendinti šį vietinių resursų panaudojimo (angl. In-Situ Resource Utilization, ISRU) tikslą, pasiūlymų yra ne vienas; apie juos parašysiu kitą kartą.
Žmonių misija į Marsą – sudėtingiausias kosmoso tyrimų uždavinys, kurio iki šiol ėmėsi žmonija. Galima neabejoti, kad daugybė detalių, tiek smulkių, tiek reikšmingų, dar ne kartą pasikeis iki misijai įvykstant. Bet taip pat neabejoju ir tuo, kad misija įvyks, ir kad ji bus sėkminga – galbūt ne pirmoji, bet viena nesekmė tikrai nesustabdys norinčių veržtis pirmyn.
