Kolonizacija Marsa: Jesmo li spremni postati međuplanetarna vrsta?

U prošlom nastavku upoznali smo se s osnovnom idejom koja stoji iza marsovskih LATUBA (Lava Tube Base) nastambi. One bi bile smještene unutar podzemnih tunela nastalih djelovanjem lave. Ako preliminarna istraživanja takvih tunela daju zeleno svjetlo, ljudske baze u njima mogle bi biti prvi korak u trajnoj kolonizaciji Marsa. Većim dijelom procesa izgradnje LATUBA nastambi mogli bismo upravljati sa Zemlje. Izuzetak su tek završni radovi na kojima bi se trebale angažirati grupe astronauta koje će se prve spustiti na Mars. Astronauti bi, do završetka radova i preseljenja u LATUBA nastambe, privremeno živjeli u ELA Module marsovskim ‘barakama’.

Takve ‘barake’ bismo mogli postaviti na površinu planeta ili ih čak spustiti u tunele. Druga mogućnost će svakako biti nužna ako se pokaže da će radovi na LATUBA nastambama trajati dulje od vremena potrebnog da se dosegnu maksimalno dozvoljene razine izloženosti astronauta radijaciji na površini planete. Različite svemirske agencije imaju različita mišljenja o tome kolika je ta razina zapravo. Pritom variraju čak i njihovi modeli izračuna iste.

Radi lakšeg razumijevanja maksimalno ćemo poopćiti te procjene. ESA dopušta doze radijacije koje povećavaju rizik smrti kao posljedica pojave karcinoma kod astronauta od 5%. NASA- je tu granicu postavila restriktivnije, na samo na samo 3%. Te granice odnose se na 95%-tnu mogućnost za pojavljivanje takve situacije, a sve brojke postavljene su u relativni odnos prema dozama radijacije koje bi astronaut primio tijekom boravka na Zemlji tijekom identičnog vremenskog perioda. Konkretne brojke ovise ponajprije o dobi, spolu i očekivanoj izloženosti radijaciji svakog pojedinog astronauta.

S obzirom na granice sigurnosti, baze smještene unutar tunela nastalih djelovanjem lave doimaju se kao najizgledniji način za trajno naseljavanje Marsa. Moguće alternative uključuju zakapanje ljudskih baza duboko u marsovsko tlo ili prekrivanje površinskih baza nekoliko metara debelim slojem materijala s površine planete. Scenarij na sličnom tragu uključuje ‘potapanje’ baze unutar ledene kore marsovskih polarnih kapa i korištenje leda kao radijacijskog štita. Osim očitog problema zaštite od ekstremno niskih temperatura (koje mogu doseći vrlo niskih -150°C), takva baza morala bi biti i strukturalno iznimno otporna na sile nastale uslijed pomicanja ledene mase (prilikom izmjene sezonskih doba). U sva tri slučaja bilo bi potrebno osigurati čvrste i stabilne noseće konstrukcije. Baze smještene u tunele nastale djelovanjem lave nemaju te probleme – sâm tunel tvori potreban zaštitni sloj. Spomenimo u ovom kontekstu i ideju izgradnje svemirske postaje u orbiti Marsa. Ako takva postaja ne bi bila adekvatno zaštićena (predviđaju se štitovi od minimalno 30 centimetara debljine), radijacija bi bila još i veći problem nego u slučaju površinske baze. Procjene su da bi astronauti na površini Marsa primili samo 10 do 20% količine radijacije kojoj bi potencijalno bili izloženi njihovi kolege na svemirskoj postaji u orbiti planeta.

Spuštanje u tamu

Izgradnja sustava za spuštanje u tunele nastale djelovanjem lave koristeći prirodne otvore može djelovati kompliciranije nego što to zapravo jest. Za tu namjenu možemo (gotovo u potpunosti) iskoristiti sustave kranova i dizalica slične onima koje već odavno koristimo na Zemlji. Manja gravitacija na Marsu nam u takvom modelu ide dodatno u prilog, stoga se cijeli sustav čak i značajno pojednostavljuje. Odnedavno raspolažemo čak i tehnologijom velikih samopodizajućih kranova koji se mogu automatski rasklapati i pozicionirati u željeni položaj. Njihova je učinkovitost i pouzdanost već potvrđena u praksi na Zemlji. Za misije na Marsu trebali bismo redizajnirati sustav napajanja (solarni paneli i baterije umjesto motora s unutarnjim izgaranjem kao izvorom električne energije) te dodati komunikacijske module za mogućnost upravljanja sa Zemlje.

Takvi sustavi kranova morat će, dakako, biti redundantni. Nitko ne želi vidjeti astronaute zatočene u tunelu jer im se jedini kran ili dizalica na planeti pokvarila. No jednom kada se astronauti sigurno smjeste u bazu unutar tunela, moći će istražiti i alternativne mogućnosti ulaska i izlaska. Moguće je da će se neki od tunela prirodno ‘penjati’ prema površini. Tada će biti dovoljno probiti otvor na tom dijelu i na taj način osigurati alternativni pristupni pravac prema podzemnoj bazi. Takvi građevinski radovi iziskivat će vrijeme pa su kranovi i dizalice i dalje najbolje kratkoročno rješenje.

Međuplanetarni građevinski sektor

Puno veći problem od kranova mogao bi predstavljati proces izgradnje prihvatnih rampi na dnu otvora. Rampe će morati biti dovoljno velike i čvrste da mogu sigurno izdržati spuštanje svih potrebnih materijala s površine. Nasreću, i na tom polju postoje vrlo zanimljive inicijative. Na osnovi podataka o sastavu marsovskog tla s kojima raspolažemo, NASA pokušava osmisliti proces koji bi omogućio kreiranje marsovskih građevnih materijala na licu mjesta. Takvi marsovski građevni materijali bi po svojstvima trebali biti ekvivalentni zemaljskim ciglama. Osnovna je nit vodilja u tom procesu pokušati iskoristiti što više osnovnih materijala sa samog planeta.

Trenutno nemamo uzorke marsovskog tla i svi testovi obavljaju se koristeći materijale (sličnih svojstva) kojima raspolažemo na Zemlji. Uglavnom se radi o vulkanskoj prašini. Miješanjem prašine s polimerima i odgovarajućim zagrijavanjem stvaraju se čvrste strukture. Cilj je postići omjer tvari u kojem bi marsovsko tlo činilo 95%, a polimeri 5% udjela. Ako to NASA-i uspije, na Mars bi bilo potrebno ponijeti samo 5% mase odgovarajućih polimera za izgradnju kompletnih pristupnih rampi. Tako bismo prve privremene prihvatne rampe mogli izgraditi na identičan način kao što takve rampe radimo ovdje na Zemlji. S obzirom na to da bi se koristili dostupni materijali na samom planetu, volumno-težinski zahtjevi prema takvim misijama ne bi se bitno povećali. Pouzdana niskotehnološka rješenja i na ovom polju u konačnici se prevode u jeftinije misije. U kasnijim fazama kolonizacije, tako izgrađene rampe mogle bi se zamijeniti i dugotrajnijim rješenjima – poput metalnih konstrukcija također izrađenih iz marsovskih ruda.

Podzemna vozila

Spomenuli smo već kako su marsovski tuneli nastali djelovanjem lave prilično prostrani. Zapravo su toliko prostrani da će astronautima najvjerojatnije biti potrebno neko prijevozno sredstvo kako bi se učinkovito kretali u njima. Osim prijevoza astronauta od baze u tunelu do otvora i prihvatnih rampi, bit će nužno prevoziti i zalihe koje će pristizati sa Zemlje u početnim fazama kolonizacije. Bilo bi nepraktično graditi trajni sustav samo za tu namjenu jer su Mars i Zemlja u povoljnom međusobnom odnosu za međuplanetarne letove tek svake dvije godine. Takav dedicirani sustav zapravo bi većinu vremena bio neiskorišten.

Puno bolje rješenje je prvim astronautima isporučiti svojevrsnu verziju automobila u kutiji. Osim što bi višak vremena mogli kratiti sastavljajući ga (pozitivno djelovanje na psihološke aspekte misije), automobila bi im omogućio veće mogućnosti istraživanja unutrašnjosti tunela. Što se tiče prvih marsovskih ‘prometnica’, u tu svrhu bi se također vrlo učinkovito mogla iskoristiti smjesa marsovskog tla i polimera. Njome bi se vrlo jednostavno mogle popuniti eventualne rupe i neravnine koje je za sobom ostavila lava.

3D ispis na licu mjesta

Sve potrebne pripremne radnje poravnavanja terena unutar samog tunela mogle bi se odraditi udaljenim upravljanjem sa Zemlje. Nakon toga uslijedila bi konstrukcija LATUBA nastambi. Nastamba mora biti dovoljno udaljena od samog otvora tunela. Određena količina radijacije i prašine s površine planeta i dalje ulazi kroz otvor u tunel, stoga je potrebno računati na taj faktor. Nakon određivanja pogodnog mjesta unutar tunela za bazu, prvo će biti potrebno izgraditi centralni hodnik koji spaja pojedinačne module za život i rad astronauta.

Centralni hodnik ujedno bi služio i kao komora za izjednačavanje tlakova između tunela i LATUBA nastambi. Za izgradnju takvog hodnika mogli bismo gotovo u potpunosti koristiti nove tehnologije 3D ispisa. NASA je prošle godine raspisala STMD (Space Technology Mission Directorate) natječaj vrijedan čak 2,3 milijuna eura. Primarni cilj natječaja je razvoj tehnologija koje će omogućiti 3D ispis dijelova (ili čak cijelih) nastambi upravo na Marsu. S obzirom na to da odnedavno imamo mogućnost ispisa cijelih građevina ovdje na Zemlji, nema sumnje kako će slična tehnologija u budućnosti biti dostupna i za baze na Marsu.

Moderno ognjište

Nakon što centralni hodnik LATUBA nastambe bude dovršen, preostaje na njega nadograditi pojedinačne module u kojima bi astronauti živjeli i radili. Modul za odmor i rekreaciju astronauta, farma za uzgoj hrane te laboratorij za provođenje znanstvenih ispitivanja u početku bi zadovoljavali sve tražene funkcije. Kao što smo već objasnili, baza zaštićena debelim stijenkama prirodnog tunela ne treba posebnu radijacijsku zaštitu.

Stoga LATUBA koncept predviđa module kupolastog oblika s prozirnim stropom. Takvom bismo konstrukcijom astronautima omogućili pogled na tunel osvijetljen rasvjetom koja dopire iz unutrašnjosti kupola. Iako takav pogled nikada neće moći zamijeniti ono poznato plavičasto nebo kojem svjedočimo svakog dana ovdje na Zemlji, već bi i to bio ogroman napredak u odnosu na skučeni, metalni interijer baza koje bi bile zakopane u tlo ili led. Osim estetske, takav dizajn imao bi i funkcionalne prednosti. Djelomičnim osvjetljavanjem tunela na takav način omogućili bismo jednostavnije snalaženje astronautima koji bi se nalazili u tunelu izvan nastambi. LATUBA nastambe postale bi tako svojevrsna ‘ognjišta’ oko kojih će se okupljati prvi marsovski ‘pećinski ljudi’.

Marsovski krumpir i špinat

U podzemnoj bazi zaštićenoj od svih negativnih površinskih utjecaja mogli bismo bez problema uzgajati i svu potrebnu hranu za preživljavanje astronauta. Sveučilište Wageningen trenutno provodi istraživanje mogućnosti uzgoja povrća u tlu koje po fizičkim i kemijskim svojstvima simulira marsovsko. Inicijalni rezultati djeluju vrlo ohrabrujuće. Pokazalo se da na povrće koje testiraju (rotkvica, grašak, rajčica, potočarka, raž, grah, krumpir i špinat) drugačiji sastav tla ne utječe negativno. Štoviše, takvo povrće raste gotovo jednako dobro kao i u tlu sa Zemlje. Poteškoća s uzgojem imali su jedino sa špinatom. Neki budući mali Marsovci time su se vjerojatno spasili muka po dobro poznatoj rečenici: ‘Još samo jednu žlicu špinata za mamu!’.

Osim očite želje za eliminiranjem omraženog špinata iz svemirske prehrane, još jedan od važnih ciljeva ovog eksperimenta bio je saznati hoće li povrće uzgojeno u marsovskom tlu imati veći udio teških metala nego njegovi ekvivalenti sa Zemlje. Pokazalo se da je zabrinutost te vrste bila neopravdana. Testirano povrće i u tom segmentu gotovo je istovjetno onome posađenom  u zemaljskom tlu. Ako i svi daljnji testovi pokažu kako je povrće posve sigurno za ljudsku prehranu, na kraju eksperimenta bit će skuhano i u slast pojedeno. Zanimljivo je da se financiranje ovog projekta djelomično obavlja preko crowdfunding kampanje. Za sada je skupljeno 15 od traženih 25 tisuća eura, što nije uopće loše za znanstveni tim koji se u osnovi bavi uzgojem povrća u teglicama.

Što može ponuditi Hrvatska?

LATUBA nastambe i sve potrebne prateće tehnologije zorno demonstriraju jedan vrlo važan aspekt svemirskih putovanja i kolonizacije nebeskih tijela koji se često, posve nepravedno, zanemaruje. Iako se i sâm volim našaliti na račun propale karijere astronauta, istina je da su astronauti tek jedan mali kotačić u ovakvim misijama. Osim nebrojeno mnogo inženjera iz svemirske industrije, tu su i stručnjaci iz ‘ovozemaljskih’ industrijskih grana: arhitekti, agronomi, ekolozi, mikrobiolozi, dizajneri, stručnjaci za 3D ispis, robotiku, automatiku i entuzijasti iz nebrojeno mnogo drugih sfera. Projekt ovako zahtjevne misije neće biti sačinjen samo od ispaljivanja rakete s astronautima na Mars. Bit će potrebno puno više.

Zašto se onda i naša sveučilišta, studenti, znanstvenici i poduzetnici ne bi uključili u pronalaženje optimalnog uzgoja marsovskog krumpira? Ili najboljeg načina za održavanje higijene astronauta? Dizajniranje podzemnih vozila? Testiranje najboljeg sustava za zabavu tijekom perioda odmora od znanstvenih zadataka? Vidimo kako su ciljane skupine spremne takve projekte financirati čak i kroz crowdfunding platforme. To je dodatan dokaz kako Mars postaje sve zanimljiviji široj javnosti, a paleta projekata u kojima možemo dati svoj doprinos nevjerojatno je široka.

Hrvati u svemirskoj industriji

Govoreći o tome što može ponuditi Hrvatska, Goran Nikolašević, Operations Manager u World Space Week Association, kaže:

Hrvatska je bila, i još uvijek jest, rasadnik vrhunskih znanstvenika i inženjera sposobnih za rad u svemirskoj industriji. Osim astronomije i astrofizike, puno naših ljudi radi u IT sektoru na projektima svemirskih agencija ili velikih proizvođača svemirske opreme. Ulaskom Hrvatske u WSWA (World Space Week Association) značajno se promijenila i percepcija javnosti o svemiru, kao i o aktivnostima vezanim uz svemir.

WSWA organizira i Svjetski tjedan svemira, koji se u Hrvatskoj organizirano obilježava od 2012. godine. U Hrvatskoj je do sada održano preko 250 registriranih događanja, a aktualni nacionalni koordinator Danko Kočiš brine oko organizacije i suradnje svih zainteresiranih. Vrlo sam ponosan na to što ovogodišnji pobjednik natječaja za globalni poster Svjetskog tjedna svemira dolazi upravo iz Hrvatske. Riječ je o Filipu Glogoškom, učeniku četvrtog razreda Škole za primijenjenu umjetnost i dizajn iz Osijeka.

Vrijeme je da se uozbiljimo

Kada sam dovršavao inicijalni zaključak nove trilogije o putovanju na Mars i životu na njemu, on se uglavnom sastojao od kritika upućenih vladajućim političkim strukturama. Pokušao sam se dotaknuti raznih tema poput opće nezainteresiranosti za prioretiziranje znanja i vještina potrebnih za razvoj naprednih industrijskih grana, nerazumijevanja elementarnih uzročno-posljedičnih veza nužnih za razvoj modernih ekonomija te nedovoljnog shvaćanja važnosti horizontalnih i vertikalnih vektora transfera svemirskih tehnologija prema drugim industrijskim granama. Iako bi oštra retorika tog tipa bila odlična ‘točka na i’ ove trilogije, ipak ju nećete imati priliku pročitati.

Tijekom same finalizacije članka dogodio se moment koji je moju (i dalje posve opravdanu) ljutnju pretvorio u osjećaje velikog razočaranja i iskrene zabrinutosti. Naime, prije nekog vremena kontaktirao sam ESA-u i pokušao s njezinim predstavnicima pronaći način koji bi omogućio hrvatskim učenicima sudjelovanje na ovogodišnjem European Astro Pi Challenge natjecanju. Natjecanje je posebno po tome što će najbolji učenički softverski projekti biti poslani na Međunarodnu svemirsku postaju. Tamo će se izvršavati na dediciranim Raspberry Pi platformama, a svi rezultati bit će poslani natrag na Zemlju radi daljnje analize.

Netom prije zaključenja članka, stigao mi je i službeni odgovor ESA Education tima koji je, iako vrlo pristojan i odmjeren, glasio otprilike ovako: Ako vi kao društvo i država niste spremni svojim učenicima omogućiti sudjelovanje na ovakvim događanjima, onda vam ni mi nažalost ne možemo pomoći. I znate što? Potpuno su u pravu. Ako se mi i dalje želimo nastaviti ‘igrati u blatu’ dok drugi razvijaju napredne letjelice, nove materijale i nastambe, kao i ekonomske te političke temelje budućeg međuplanetarnog društva – to je naš izbor. Ali  i ‘odrasle’ države i međunarodne institucije imaju izbor da nas ignoriraju dok se ne uozbiljimo.

Mi smo ti koji su podbacili

Činjenica je da promjena svijesti društva nikada neće krenuti od političara. Oni su tek odraz društva koje ih je izabralo. Mi smo ti koji su zapravo podbacili. Upravo je tu razlog moje zabrinutosti. Umjesto da mladim ljudima u naponu intelektualne snage omogućimo slanje znanstvenih eksperimenata na Međunarodnu svemirsku postaju, mi ih svjesno postavljamo u uloge budućih sezonskih radnika iz reklama u režiji Hrvatskog zavoda za zapošljavanje. Pritom im šaljemo nedvosmislenu poruku kako je upravo to vrhunac koji mogu očekivati od vlastite budućnosti u Hrvatskoj.

Želite li vi svojoj djeci doista takvu budućnost? Mislite li doista da bi to trebao biti njihov vrhunac? Ili biste možda ipak radije da jednog dana imaju mogućnost i sami raditi na projektima kolonizacije Marsa? Da se razumijemo, nemam apsolutno ništa protiv sezonskih radnika, ali prosperitet društva ne osigurava se barovima na plažama zabačenih uvalica na Jadranu. Nove tehnologije su ono što će u nadolazećim desetljećima odrediti smjernice napretka ljudske vrste, brisati granice država i tržišta te otvarati nove horizonte. Sve ostale industrije i usluge danas se grade prvenstveno oko tehnoloških grana. Najnaprednije države dakako razvijaju i, svakim danom sve važniju, svemirsku industriju.

Sve ostaje na nama

Nasreću, čak i u Hrvatskoj postoji nekolicina onih koji to shvaćaju. Upravo oni čine sve u svojoj moći kako bi mlađe generacije držale korak sa svijetom. No moramo biti iskreni i priznati da, kao društvo, te pojedince trenutno uopće ne zaslužujemo. Trebamo biti iznimno sretni i zahvalni na tome što su oni još uvijek tu. Odluka da ostanu i bave se svemirskom tematikom u ovoj državi za njih bila je vjerojatno sve, samo ne jednostavna. Jedan od najvećih problema je što oni dobar dio svog dragocjenog vremena i energije moraju trošiti na borbu s hrvatskim birokratskim, političkim, obrazovnim i svim ostalim nebitnim i nevažnim vjetrenjačama iz 19. stoljeća. I upravo nas radi toga, kao državu i društvo, može biti izuzetno sram.

Znam da su se često zapitali treba li im uopće to sve. Odlaskom u neko naprednije društvo, mogli bi raditi na projektima koji bi im u potpunosti omogućili iskorištavanje vlastitog potencijala. Umjesto toga, svoju energiju beskompromisno ulažu u stvaranje neke nove, naprednije i možda malo ‘svemirskije’ Hrvatske. Jedino oko čega bi oni trebali brinuti su pitanja poput jesu li na godišnjoj razini uspjeli prenijeli svoje znanje dovoljnom broju mladih, jesu li uspjeli realizirati dovoljan broj visokotehnoloških projekata i kako dogodine ostvariti još bolje rezultate. Sve ostale detalje bismo na svoja leđa trebali preuzeti upravo mi. Svakom društvu bi u cilju trebao biti prosperitet i napredak. Ako sami nemamo dovoljno vještina da ih osiguramo, onda moramo učiniti sve što je u našoj moći da uklonimo sve prepreke s puta onima koji to mogu.