Robert Zubrin, Richard Wagner
Czas Marsa
Dlaczego i w jaki sposób musimy skolonizować Czerwoną Planetę
Przełożył: Leszek Kał las
Warszawa 1997
Tytuł oryginału:
THE CASE FOR MARS
The Plan to Settie the Red Planet and Why We Must
Copyright ©1996 by Robert Zubrin
Ali rights reserved
Konsultacja naukowa:
dr Robert Kołos
dr hab Paweł Moskalik
Projekt okładki: Katarzyna A Jarnuszkiewicz
Zdjęcie na okładce:
David Ducros/Science Photo
Library/EAST NEWS
Rysunki na podstawie wydania angielskiego
Krzysztof Białkowski
ISBN 83-7180-037-1
Wydawca
Prószyński i S-ka
02-651 Warszawa,
ul Garażowa 7
Druk i oprawa
Łódzka Drukarnia Dziełowa
Spółka Akcyjna
ul Rewolucji 1905 r nr 45, Łódź
SPIS RZECZY
Przedmowa (Arthur C. Clarke) - 7
Słowo wstępne - 11
1 Projekt Mars Direct - 21
2 Od czasów Keplera do ery kosmicznej - 43
3 Opracowanie planu - 76
4 Lot na Marsa - 114
5 Jak pokonać smoki i ominąć syreny - 163
6 Odkrywanie Marsa 195
7 Budowa bazy na Marsie - 233
8 Kolonizacja Marsa - 288
9 Terraformowanie Marsa - 325
10 Widok z Ziemi - 358
Epilog: Znaczenie marsjanskiego pogranicza - 387
Słowniczek terminów - 401
Literatura uzupełniająca - 411
Indeks - 415
PRZEDMOWA
Historia XXI wieku będzie się rozgrywać na Marsie. Mars jest bodaj jedyną w Układzie Słonecznym planetą - poza Ziemią - na której życie mogło istnieć w przeszłości, a nawet obecnie. Zarazem dostępne już dziś - lub w bardzo bliskiej przyszłości - technologie umożliwiają dotarcie na Czerwoną Planetę i przeżycie w tamtejszych warunkach.
Książka Roberta Zubrina - bardzo zabawna w wielu miejscach i opowiadająca historie, za które autor z pewnością nie będzie lubiany przez NASA - stanowi bodaj najbardziej wszechstronne omówienie historii lotów na Marsa i perspektyw na przyszłość. Wyjaśnia, dlaczego powinniśmy polecieć na Marsa, spróbować tam żyć oraz - co jest chyba najważniejsze - w jaki sposób będziemy czerpać bogactwa z mar-sjańskiej ziemi, gdy już się tam znajdziemy.
Osobiście zachwyca mnie myśl, że jeśli argumenty dr. Zubrina zostaną zaakceptowane, pierwsza wyprawa na Marsa może wyruszyć przed moimi dziewięćdziesiątymi urodzinami. Póki co, jeżeli wszystko pójdzie dobrze, rosyjski ładownik Mars1 wystartuje tuż przed moimi siedemdziesiątymi ósmymi urodzinami i zawiezie wiadomość, nagraną przeze mnie na taśmie wideo, przeznaczoną dla kolonizatorów w nadchodzącym XXI wieku.
1 Rosyjska sonda wyruszyła ku Marsowi w listopadzie 1996 roku, lecz zaraz po starcie uległa zniszczeniu (przyp. red.)-
Przesłanie dla Marsa
Nazywam się Arthur Clarke i mówię do was z wyspy Sri Lanka, niegdyś znanej jako Cejlon, na Oceanie Indyjskim, na planecie Ziemia. Mamy wiosnę 1993 roku, jednak ta wiadomość przeznaczona jest dla przyszłości. Zwracam się do mężczyzn i kobiet - być może niektórzy z nich żyją już, gdy dokonuję tego nagrania - słuchających tych słów na Marsie.
Zbliża się nowe tysiąclecie, a równocześnie rośnie nasze zainteresowanie planetą, mającą szansę stać się pierwszym prawdziwym domem ludzkości poza macierzystym światem. Za mojego życia miałem to szczęście, że widziałem, jak wiedza o Marsie wzrasta od niemal całkowitej ignorancji - gorzej nawet, od fałszywych wyobrażeń - do prawdziwego zrozumienia jego geografii i klimatu. Na pewno w wielu dziedzinach wciąż pozostajemy ignorantami, brakuje nam wiadomości, które dla Was są oczywiste. Ale mamy już dokładne mapy Waszego wspaniałego świata i potrafimy sobie wyobrazić, jak można go zmodyfikować - terraformować - by stał się bliższy naszym marzeniom. Być może już rozpoczęliście ten planowany na setki lat proces.
Istnieje pewien związek między Marsem a moją obecną ojczyzną. Pisałem o tym w mojej powieści - prawdopodobnie ostatniej - Miot Boga. Na początku naszego wieku mieszkał tu, na Cejlonie, miłośnik astronomii nazwiskiem Percy Moles-worth. Wiele czasu poświęcał on na obserwacje Marsa, a jego imieniem nazwano wielki - 175 km średnicy - krater na Waszej półkuli południowej. W swojej książce opisałem, jak pewnego dnia astronom z Nowego Marsa spojrzy na świat swoich przodków i poszuka małej wysepki, z której Molesworth - i ja -często podziwialiśmy Waszą planetę.
Był taki czas, niedługo po pierwszym lądowaniu na Księżycu w 1969 roku, kiedy mieliśmy dość optymizmu, by wierzyć, że zdołamy dotrzeć na Marsa około roku 1990. W innym swoim opowiadaniu opisałem rozbitka pierwszej, tragicznej ekspedycji, obserwującego przejście Ziemi przed tarczą Słońca 11 maja... 1984 roku! No cóż, tego dnia na Marsie nie było
nikogo, kto mógłby obserwować to zdarzenie. Ale powtórzy się ono znowu 10 listopada 2084 roku. W tym czasie, mam nadzieję, wiele oczu będzie już spoglądać ku Ziemi, która - jako maleńka, idealnie okrągła plama - z wolna przetnie słoneczny dysk. Proponowałem, abyśmy potężnymi laserami wysłali Wam wtedy sygnał; zobaczycie gwiazdę, która pozdrawia Was ze słonecznej tarczy.
Ja również pozdrawiam Was przez kosmiczny bezmiar -i posyłam swoje życzenia z ostatniej dekady XX wieku, kiedy to ludzkość stała się gatunkiem podróżującym w kosmosie, kiedy wyruszyła w podróż, która nie ustanie, póki będzie istniał Wszechświat.2
Bez wątpienia książka dr. Zubrina - podobnie jak moja niewielka wprawka na temat terraformowania Marsa, czyli Śniegi Olimpu - zostanie poprawiona w wielu szczegółach na skutek postępu technicznego. Mimo to Czas Marsa bezdyskusyjnie dowodzi, że w zasięgu możliwości naszych dzieci leży założenie pierwszej samowystarczalnej ludzkiej kolonii poza macierzystą planetą - Ziemią.
Czy możliwość ta zostanie wykorzystana? Minęło już prawie pięćdziesiąt lat, odkąd zakończyłem poniższymi słowami swą pierwszą książkę Interplanetary Flight (Lot międzyplanetarny):
Wells słusznie zauważył, że mamy wybór między Wszechświatem - a niczym... Wyzwanie ogromnej przestrzeni, dzielącej różne światy, jest fascynujące; jeśli jednak nie uda nam się pokonać trudności, oznaczałoby to, że historia ludzkiej rasy zaczyna zbliżać się do końca. Odwracając się tyłem do wciąż nie tkniętych stopą człowieka obszarów, ludzkość rozpoczęłaby trwającą miliardy lat wędrówkę w dół, z powrotem nad brzeg pierwotnego morza.
Arthur C. Clarke I marca 1996
2 Tekst przesłania wg: Arthur C Clarke: Śniegi Olimpu. Przełożył Piotr Cholewa. Prószyński i S-ka, Warszawa 1996, s. 7-8 (przyp. red.).
SŁOWO WSTĘPNE
Zdecydowaliśmy się polecieć na Księżyc. Zdecydowaliśmy się w ciągu nadchodzących dziesięciu lat polecieć na Księżyc i dokonać innych rzeczy nie dlatego, że są łatwe, ale właśnie dlatego, że są trudne, a przez to zmuszą nas do lepszej organizacji i wykorzystania wszystkich naszych umiejętności. Jesteśmy gotowi sprostać temu wyzwaniu, nie chcemy odkładać tego na później i zamierzamy odnieść zwycięstwo [..]. Do pewnego stopnia jest to akt wiary, pewna wizja, gdyż na razie nie wiemy, jakie korzyści osiągniemy, realizując ów cel. Przestrzeń kosmiczna stoi przed nami otworem i postaramy się w niej znaleźć.
JOHN F. KENNEDY (1962)
Nadszedł czas, by Ameryka wyznaczyła sobie nowy cel w badaniach przestrzeni kosmicznej. Przy okazji niedawnych uroczystości z okazji dwudziestej piątej rocznicy lądowania statku Apollo na Księżycu wielu z nas myślało o tym, co udało się osiągnąć Amerykanom, oraz zadawało sobie pytanie: czy wciąż jesteśmy narodem pionierów? Czy gotowi jesteśmy podjąć wysiłek kontynuowania badań, stawiających nas w awangardzie postępu na Ziemi, czy jesteśmy ludźmi przyszłości, czy też staniemy się narodem przeszłości, o którego wielkości świadczą wyłącznie muzea? Czy - gdy nadejdzie pięćdziesiąta rocznica zdobycia Księżyca - nasi potomkowie uczczą ją jako kamień milowy na drodze ku coraz odleglejszym światom? Czy też na lądowanie na Księżycu będą spoglądać tak, jak w VII wieku n.e. Rzymianie musieli patrzeć na akwedukty i inne wspaniałe dzieła klasycznej architektury, widoczne wśród ruin, zastanawiając się ze zdumieniem: Myśmy to zbudowali?
Nie ma postępu bez dążenia do wyznaczonego celu. Amerykański program kosmiczny, rozpoczęty błyskotliwie misjami Apollo i związanymi z nimi projektami, przez następne dwadzieścia lat miotał się, zmierzając w nieokreślonym kierunku. Aby rozwijać badania kosmosu, potrzebujemy celu nadrzędne
12
go, wyznaczającego szlak. Na obecnym etapie rozwoju jedynym takim celem może być zbadanie Marsa i jego kolonizacja.
Mars jest czwartą planetą od Słońca, znajduje się około 50% dalej od niego niż Ziemia, przez co jest tam znacznie zimniej niż na naszej planecie. Wprawdzie w dzień temperatura osiąga czasem 17°C, nocą słupek rtęci wskazywałby jednak aż -90°C. Obecnie na powierzchni Marsa nie występuje ciekła woda, ponieważ przeciętne temperatury są niższe od temperatury jej zamarzania. Nie zawsze tak było. Na zdjęciach wykonanych z orbity okołomarsjańskiej widać wyschłe koryta rzeczne -znak, że w zamierzchłej przeszłości Mars był znacznie cieplejszym i wilgotniejszym miejscem niż obecnie. Z uwagi na to właśnie powierzchnia Marsa to najlepszy w Układzie Słonecznym obszar do poszukiwań pozaziemskich form życia -wymarłych bądź wciąż żywych. Długość marsjańskiej doby - 24 godziny i 37 minut - bardzo nieznacznie odbiega od wartości ziemskiej. Czerwona Planeta obraca się wokół osi nachylonej do orbity pod kątem 24°, podobnie jak w przypadku Ziemi; w rezultacie zmienność marsjańskich pór roku bardzo przypomina cykl ziemski. Ponieważ jednak marsjański rok liczy sobie 669 marsjańskich dni (686 dni ziemskich), wszystkie pory roku są prawie dwukrotnie dłuższe niż na Ziemi. Mars ma dużą powierzchnię, gdyż - mimo że średnica planety wynosi tylko połowę ziemskiej - powierzchnia nie jest w ogóle przykryta morzami; przez to jest ona równa powierzchni wszystkich ziemskich kontynentów. W momencie największego zbliżenia Ziemi i Marsa planety dzieli odległość 60 min km, najbardziej zaś oddalone bywają o mniej więcej 400 min km. Przy wykorzystaniu współczesnych technologii napędu rakietowego, wyprawa w jedną stronę z Ziemi na Marsa trwałaby sześć miesięcy - znacznie dłużej niż trzy dni, jakie załoga statku Apollo musiała spędzić w przestrzeni kosmicznej, lecąc na Księżyc, lecz bez wątpienia krócej niż wiele podróży, odbywanych przez ludzi w przeszłości. W XIX wieku emigranci z Europy częstokroć spędzali podobny czas na statku wiozącym ich do Australii. Przekonamy się wkrótce, że technologie potrzebne do odbycia lotu na Marsa są w zasięgu naszych możliwości.
13
Gdy niniejsza książka miała powędrować do drukarni, naukowcy z NASA ogłosili niebywałe odkrycie - przedstawili przekonujące poszlaki świadczące o występowaniu mikroorganizmów wewnątrz odnalezionej pod lodem Antarktydy skały, która przyleciała z Marsa wskutek zderzenia planety z meteorytem. Do poszlak zalicza się: złożone cząsteczki organiczne, magnetyty, inne typowe pozostałości mineralogiczne po bakteriach oraz obłe struktury, przypominające bakterie. Zdaniem NASA uzyskane dowody są ważne, lecz nie rozstrzygające. Jeśli istotnie znaleziono pozostałości form żywych, może się okazać, że są to dowody występowania w przeszłości najprostszych przedstawicieli biosfery, której bardziej złożone i interesujące wytwory wciąż mogą spoczywać w marsjańskiej glebie. Do odnalezienia takich skamieniałości nie wystarczą sztuczne oczy zdalnie sterowanych robotów: na Czerwonej Planecie muszą się znaleźć ludzie, by móc szukać i obserwować.
Dlaczego Mars?
Wybór Marsa jako celu podróży międzyplanetarnej nie wiąże się jedynie z rozwojem technologii kosmicznych. Dotarcie do Marsa potwierdziłoby pionierski charakter naszego społeczeństwa. Mars jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym - poza Ziemią - która ma wszystkie bogactwa naturalne, niezbędne nie tylko do podtrzymywania funkcji życiowych, lecz także rozwoju cywilizacji technicznej. Kontrast z pustynnym Księżycem jest spory: w marsjańskiej glebie występują istne oceany wody w postaci wiecznej zmarzliny. Czerwona Planeta ma bogate zasoby węgla, azotu, wodoru i tlenu, wszystkie w postaciach nadających się bez trudu do wykorzystania, jeśli tylko znaleźliby się ludzie dość pomysłowi i chętni. Wymienione cztery pierwiastki stanowią podstawę produkcji żywności, a także tworzyw sztucznych, drewna, papieru, ubrań oraz - co najważniejsze - paliwa rakietowego. Co więcej, w przeszłości Mars doświadczył okresów aktywności wulkanicznej i hydrologicznej, które na Ziemi doprowadziły do powstania wielu rozmaitych rud minerałów. Na
14
Marsie występują prawie wszystkie pierwiastki o znaczeniu przemysłowym. Wprawdzie na powierzchni planety nie ma ciekłej wody, pod powierzchnią sytuacja wygląda jednak inaczej -są wszelkie powody, by sądzić, że, dzięki źródłom energii geotermicznej, pod powierzchnią Marsa wciąż istnieją zbiorniki ciekłej i gorącej wody. Zbiorniki hydrotermiczne mogły posłużyć za kryjówkę dla starożytnych marsjańskich mikrobowych form życia. Byłyby to oazy, dostarczające kolonizatorom dużych ilości ciekłej wody i energii geotermicznej. Z wyjątkiem Ziemi Mars jest jedyną planetą mającą 24-godzinny cykl dobowy oraz atmosferę dość grubą, by chronić powierzchnię przed promieniowaniem, pochodzącym z rozbłysków słonecznych, a zatem -jedyną pozaziemską planetą, na której mogą istnieć duże szklarnie, oświetlane naturalnym światłem Słońca. Już dziś, na tak wczesnym etapie poznawania Czerwonej Planety, wiadomo, że występuje tam (w pięć razy większych ilościach niż na Ziemi) materiał o potencjalnie dużym znaczeniu handlowym: deuter. Dziś na Ziemi kilogram deuteru - ciężkiego izotopu wodoru - kosztuje 10 tysięcy dolarów.
Na Marsie mogą osiedlić się ludzie. Dla naszego pokolenia oraz wielu następnych planeta ta to Nowy Świat.
Tubylcze metody: sposób na szybkie zdobycie Marsa
Historia pokazuje, że sukcesy najczęściej odnosili odkrywcy, którzy zadali sobie trud poznania, nauczenia się i przejęcia od tubylców sposobu życia w dzikich ostępach. Obcokrajowiec widzi jedynie nieznane tereny, tubylec zaś - dom. Nie dziwi nas, że ludy żyjące na danym obszarze lepiej potrafią wykorzystywać jego zasoby.
Mieszkańcom miasta krajobraz arktyczny jawi się jako wyludniona, zupełnie pozbawiona zasobów i nieprzebyta przestrzeń. Eskimos wie jednak o wielu występujących tam bogactwach. W XIX wieku brytyjska marynarka wojenna wysłała, ponosząc wielkie koszty, flotyllę parowych statków wojennych z zadaniem
15
odnalezienia na obszarach kanadyjskiej Arktyki przejścia pół-nocno-zachodniego. Wyładowane węglem i innymi ładunkami statki z trudem brnęły przez parę lat przez morza i góry lodowe, dopóki cała załoga nie zginęła z powodu wyczerpania zapasów.
W tym samym czasie niewielkie grupy odkrywców, trudniących się handlem futrami, swobodnie podróżowały po dalekiej Północy na psich zaprzęgach. Od ludów zamieszkujących Arktykę przejęli zwyczaj żywienia siebie i psów zwierzyną upolowaną na miejscu oraz podróżowania z niewielkim obciążeniem. Nasza wiedza o terenach arktycznych znacznie więcej zawdzięcza ich podróżom niż ekspedycji flotylli statków wojennych.
Płyną z tego nauki, które można zastosować do badań kosmosu. Choć - na razie - nie ma Marsjan, możemy postawić parę pytań. W jaki sposób hipotetyczni mieszkańcy Marsa podróżowaliby po powierzchni swojej planety? Czy sprowadzaliby z Ziemi potrzebne paliwo rakietowe? A skąd mieliby tlen? Jak zaopatrywaliby się w wodę oraz pożywienie? W jaki sposób zdołaliby przeżyć? Odpowiedź jest oczywista: Gdy jesteśmy na Marsie, musimy postępować tak, jak postępowaliby Marsjanie.
Psim zaprzęgiem na Marsa
Wiele koncepcji załogowych wypraw na Marsa przypomina ociężałe metody brytyjskiej marynarki wojennej, użyte do badania Arktyki. Według tych planów ogromne transportowce będą zawozić na Marsa wszelkie potrzebne załodze zasoby oraz paliwo rakietowe. Tak olbrzymie statki nie mogłyby wystartować z Ziemi, więc wymagałyby składania na orbicie okołoziemskiej, jak również długotrwałego przechowywania w przestrzeni kosmicznej zbiorników ultrazimnego („kriogenicznego") materiału napędowego. W tym celu konieczne byłoby zbudowanie na orbicie wielu urządzeń i instalacji. Na realizację podobnych przedsięwzięć trzeba by wydać niebotyczne sumy. Jeden z takich projektów, znany pod nazwą Raportu. 90-dniowego, opracowany w 1989 roku w odpowiedzi na wezwanie prezydenta George'a Busha do podjęcia nowych inicjatyw w badaniach kosmicznych
16
(SEI, od ang. Space E,xploration Initiatiue), kosztowałby około 450 miliardów dolarów. Kongres, zaszokowany taką ceną, odrzucił plan prezydenta Busha; przestano poważnie traktować projekt wysłania kiedykolwiek załogowej misji na Marsa.
Podobnie jak w przypadku zdobywania Arktyki, można odmiennie podejść do wyprawy na Marsa - pomyśleć na przykład o „psich zaprzęgach". Rozumne wykorzystanie bogactw badanego miejsca powoduje obniżenie wymogów logistycznych, związanych z wysłaniem misji, do poziomu, który śmiało można uznać za realny. ,
Mam na myśli projekt Mars Direct (Bezpośrednio na Marsa), stworzony przeze mnie podczas pracy w firmie Martin Marietta Astronautics w zespole, prowadzącym pionierskie badania nad opracowaniem zaawansowanych technik wypraw międzyplanetarnych. Projekt nie przewiduje korzystania z gigantycznych międzyplanetarnych statków kosmicznych, a więc eliminuje konieczność budowy orbitalnych baz, instalacji i magazynów. Proponuje wysłanie na Marsa załogi wraz z modułem mieszkalnym w górnym stopniu tej samej rakiety nośnej, która wyniesie astronautów na orbitę okołoziemską - identycznie jak w przypadku misji Apollo i wszystkich dotychczasowych sond bez-załogowych. W ten sposób przedsięwzięcie znacznie się upraszcza, wymagania co do sprzętu maleją, nie trzeba prowadzić badań, trwających kilkadziesiąt lat, i wydawać setek miliardów dolarów na budowę infrastruktury orbitalnej. Kluczowym elementem projektu jest pomysł wykorzystania przez wyprawę lokalnych, marsjańskich zasobów do produkcji na powierzchni Czerwonej Planety materiału napędowego na drogę powrotną oraz większości materiałów zużywanych podczas pobytu.
Dzięki występującym na Marsie bogactwom naturalnym Czerwona Planeta jest nie tylko celem pożądanym, lecz również - możliwym do osiągnięcia.
Załogowa misja na Marsa nie wymaga budowy wielkich kosmicznych krążowników, lecz przewiezienia z powierzchni Ziemi na powierzchnię Marsa ładunku, pozwalającego niezbyt licznej załodze przetrwać podróż międzyplanetarną oraz pobyt na planecie, a następnie powrócić na naszą planetę z identycz-
17
nym bądź zbliżonym ładunkiem. Zadanie to nie przekracza naszych dzisiejszych możliwości technicznych ani finansowych, pod warunkiem należytego wykorzystania możliwości eksploatacji zasobów marsjańskich, co ograniczyłoby rozmach wyprawy i wiążące się z nią trudności natury logistycznej. Podróżować z niewielkim obciążeniem i żyć, wykorzystując miejscowe bogactwa - oto bilet na Marsa.
Rozwój nowej koncepcji
Książka niniejsza przedstawia projekt Mars Direct, opowiada jak doszło do jego powstania, jaka jest filozofia wyprawy na Marsa, wylicza potrzebny sprzęt oraz przedstawia najważniejsze etapy działania i wymogi natury logistycznej, procedury awaryjne i możliwe scenariusze w przypadku niepowodzenia misji, a także potencjał, jaki ów projekt zawiera. W 1990 roku, gdy wraz z Davidem Bakerem po raz pierwszy sformułowaliśmy plan, wielu osobom w NASA wydawał się on zbyt radykalny, dlatego nie był traktowany poważnie. Upływ czasu, cierpliwe tłumaczenie i niepowodzenie alternatywnych projektów sprawiły, że niektórzy zmienili zdanie i zdołałem uzyskać spore poparcie. Zaczęły się do mnie przyłączać kolejne osoby, z których pomocą koncepcja konsekwentnie wędrowała w górę po szczeblach drabiny decyzyjnej. W 1992 roku poproszono mnie o prezentację planu dr. Mike'owi Griffinowi, jednemu z dyrektorów NASA, który z kolei opowiedział o projekcie nowo mianowanemu dyrektorowi, Danowi Goldinowi. Również i on podchwycił pomysł i posunął się na tyle daleko, by dyskutować o nim podczas serii publicznych „zgromadzeń", organizowanych przez NASA w latach 1992-1993.
Wspierany przez Griffina i Goldina, powtórnie przedstawiłem plan Mars Direct w Centrum Kosmicznym im. Johnsona (JSC) w Houston. Udało mi się przekonać grupę osób, kierujących programem przygotowań do załogowej wyprawy na Marsa, by dokładnie przeanalizowały moją propozycję. W ten sposób na podstawie planu Mars Direct powstało szczegółowe
18
studium, rozbudowane mniej więcej dwukrotnie w stosunku do oryginalnej koncepcji. Następnie poddano ocenie rozbudowaną wersję programu: koszt opracowania i zbudowania sprzętu oraz odbycia trzech pełnych załogowych misji na Marsa oszacowano na 50 miliardów dolarów. Obliczył to ten sam zespół, który wcześniej orzekł, że skomplikowany program marsjański, przestawiony w Raporcie 90-dniowym, kosztowałby NASA 450 miliardów dolarów. Moim zdaniem, gdyby zdyscyplinować nieco plan powstały w JSC poprzez eliminację zbędnego sprzętu i dodatkowych członków załogi, koszt realizacji spadłby o połowę, do 20-30 miliardów dolarów.
Ponadto zespół Centrum Kosmicznego im. Johnsona zlecił firmie Martin Marietta wykonanie za niewielką kwotę 47 tysięcy dolarów urządzeń, które demonstrowałyby akcentowany przeze mnie nieskomplikowany charakter technologii, potrzebnych do przekształcania marsjańskiej atmosfery w rakietowy materiał napędowy. Wywiązaliśmy się z zadania, konstruując i budując w ciągu trzech miesięcy pełnowymiarową instalację, pracującą z wydajnością 94%. Nasza prezentacja była tym bardziej przekonująca, że ani ja, ani inżynier kierujący projektem, ani nikt zaangażowany w prace zespołu nie był inżynierem chemikiem. Skoro nam udało się wyprodukować urządzenie, to na pewno jest to proste.
Możemy zrealizować ten plan
Wydatek w granicach 20-30 miliardów dolarów nie jest, oczywiście, mały, lecz tyle mniej więcej kosztuje opracowanie i wyprodukowanie nowego typu broni, tyle też wynosiła pomoc udzielona Meksykowi przez rząd USA pewnego letniego popołudnia 1995 roku. Rozłożona na dwadzieścia lat, suma ta odpowiada mniej więcej 8-12% obecnego budżetu NASA, przy czym przez pierwsze dziesięć lat trwałoby wytwarzanie wyposażenia, a trzy wyprawy odbyłyby się w ciągu następnych dziesięciu lat. Myślę, że Amerykę bez trudu stać na podobny wydatek, który zaowocuje otwarciem nowego świata dla ludzkiej cywilizacji.
19
Zbadanie Marsa nie będzie wymagać żadnych nowych, cudownych technologii, orbitujących portów kosmicznych, napędu rakietowego wykorzystującego antymaterię ani gigantycznych krążowników międzyplanetarnych. Jesteśmy w stanie założyć bazę na Marsie, stosując dobrze znane techniki i czerpiąc ze zdroworozsądkowych tradycji naszych przodków, którzy byli pionierami, odkrywcami i kolonizatorami.
Książka koncentruje się na dwóch zagadnieniach: w jaki sposób możemy zrealizować ten plan oraz dlaczego powinniśmy to zrobić.
O książce
Książka jest przeznaczonym dla laików „streszczeniem" wyników wieloletniej pracy wielu specjalistów. Wprawdzie szczegóły planów wysłania ludzi na Marsa mają bardzo specjalistyczny charakter, najistotniejsze kwestie, przesądzające o wykonalności projektu, są jednak zrozumiałe. Są to bowiem pytania, które dotyczą strategii działania - w pełni zrozumiałe dla każdej osoby, dysponującej podstawową wiedzą i gotowej przemyśleć omawiane problemy.
Niestety, do tej pory społeczeństwo nie miało dostępu do aktualnych informacji. Istniejąca literatura popularnonaukowa, dotycząca załogowych misji na Marsa, jest w większości albo naiwna, albo bardzo ogólnikowa, natomiast prace specjalistyczne są skomplikowane, nierzadko nieobiektywne, dostosowane do potrzeb rozmaitych grup nacisku i organizacji technicznych, które wykorzystują te publikacje do zabiegania o własne, partykularne interesy. Nie było dotychczas odpowiedniej książki popularnonaukowej o lotach załogowych na Marsa. Mam nadzieję, że Czas Marsa częściowo wypełni tę lukę.
Starałem się balansować na cienkiej linii, oddzielającej prezentację szczegółów technicznych od zrozumiałej narracji. Łatwo poprzestać na oznajmieniu, że jeden plan jest lepszy od innego; autor nie byłby jednak w takim przypadku do końca
20
w porządku, gdyż właśnie w rozważaniach szczegółów technicznych Czytelnik znajdzie najsilniejsze argumenty, przemawiające za lub przeciw konkretnym projektom wypraw bądź technologiom. Niektóre rozdziały mają bardziej specjalistyczny charakter niż inne, lecz mimo to powinny być zrozumiałe i dla nowicjuszów, i dla ekspertów. (Dotyczy to rozdziału 4, zawierającego nieco bardziej szczegółowy opis planu Mars Direct, oraz rozdziału 5, w którym przytaczam różne argumenty, zgłaszane przeciw programowi załogowych lotów na Marsa, i pokazuję, że na drodze stoją nie smoki, lecz chochliki). Jeśli Czytelnik blednie na widok wzorów i liczb, może po prostu nie zwracać na nie uwagi podczas lektury - sam tekst wystarczająco naświetli omawiane tematy.
Pracuję jako inżynier astronautyk, ale kiedyś wykładałem nauki ścisłe i dlatego zawsze usiłuję przedstawiać materiał w przejrzysty i zwięzły sposób. W przeciwieństwie do wielu moich błyskotliwych kolegów naukowców, zawsze uważałem, że jasność wykładu nie jest wrogiem prawdy, lecz jej najważniejszym sprzymierzeńcem. Ponadto żywię silne przekonanie, że wiedza, związana ze sprawami równie ekscytującymi i mającymi żywotne znaczenie dla ludzkości, jak perspektywa udostępnienia nowej planety, nie powinna pozostawać wyłączną własnością elity, pracującej nad najnowocześniejszymi technologiami; przeciwnie, każdy musi mieć możliwość samodzielnego rozważenia problemu. Z tych względów postanowiłem zaangażować jako współautora Richarda Wagnera, w przeszłości redaktora „Ad Astra", popularnonaukowego czasopisma, poświęconego badaniom kosmosu, wydawanego przez amerykańskie Narodowe Towarzystwo Kosmiczne. Wagner ma wieloletnie doświadczenie w popularyzacji badanych przez naukę zagadnień. Mam nadzieję, że dzięki jego pomocy oraz wsparciu Mitcha Horowitza, zdolnego redaktora w wydawnictwie The Free Press, Czas Marsa może okazać się udaną próbą przedstawienia naprawdę istotnych zagadnień związanych z planami zbadania Marsa przez ludzi.
Przecież w ostatecznym rozrachunku to właśnie wy, drodzy Czytelnicy, możecie sprawić, że polecimy na Marsa.
ROZDZIAŁ 1
PROJEKT MARS DIRECT
Mars obfituje w widoki zapierające dech w piersiach. Na Czerwonej Planecie znajdują się wspaniałe góry, trzykrotnie wyższe niż Mount Everest, kaniony, które są trzy razy głębsze i pięć razy dłuższe od Wielkiego Kanionu, rozległe pola lodowe oraz tajemnicze, wyschnięte koryta rzeczne, ciągnące się przez tysiące kilometrów. Możliwe, że nie zbadana wciąż powierzchnia Marsa kryje ogromne bogactwa oraz zasoby o niewyobrażalnym znaczeniu dla przyszłych pokoleń Ziemian. Być może Czerwona Planeta rzuci nowe światło na niektóre poważne filozoficzne kwestie, będące od tysiącleci obiektem rozważań i dociekań. Niewykluczone, że Mars stanie się w przyszłości domem nowej, dynamicznie rozwijającej się gałęzi ludzkiej cywilizacji, a także nowym obszarem pogranicza, którego zasiedlenie i rozwój będą motorem postępu całej ludzkości. Wszelkie marsjańskie zasoby pozostaną jednak poza naszym zasięgiem, dopóki na dziką powierzchnię Czerwonej Planety nie przybędą ludzie.
Zgodnie z powszechnym przeświadczeniem załogowa wyprawa na Marsa to przedsięwzięcie na „odległą przyszłość", zadanie dla „przyszłych pokoleń". My mamy na ten temat zdanie odmienne: oto dysponujemy obecnie wszystkimi potrzebnymi technologiami, by w ciągu najbliższych dziesięciu lat rozpocząć
22 • CZAS MARSA
realizację planu intensywnych i długotrwałych badań Czerwonej Planety przez misje załogowe. Możliwe jest dotarcie na Marsa w stosunkowo niedużych statkach kosmicznych, startujących z Ziemi bezpośrednio na rakietach nośnych, wykorzystujących tę samą technologię, która ponad ćwierć wieku temu pozwoliła astronautom dotrzeć na Księżyc.
W jaki sposób? Realizacja prawie wszystkich planów załogowych wypraw na Marsa - rozwijanych od lat pięćdziesiątych do dziewięćdziesiątych - zakładała dowiezienie na planetę przez ogromne kosmiczne transportowce całości zapasów, potrzebnych do życia ludzkiej załodze, oraz paliwa rakietowego na pełny czas trwania wyprawy. Potrzebny statek byłby tak wielki, że nie mógłby wystartować z powierzchni Ziemi, więc byłby składany z członów na orbicie okołoziemskiej. Montaż statku kosmicznego oraz przechowywanie sporych ilości materiału napędowego pociągają za sobą konieczność zbudowania na orbicie swoistego „równoległego świata", składającego się z krążących wokół Ziemi gigantycznych „suchych doków", hangarów, magazynów paliwa kriogenicznego, stacji energetycznych, punktów kontrolnych i stacji mieszkalnych dla ekipy montażowej. Wielokrotnie podkreślano, że realizacja misji załogowej na Marsa według takich koncepcji pochłonie setki miliardów dolarów i nie będzie możliwa bez technologii, które powstaną nie wcześniej niż za trzydzieści lat.
Okazuje się jednak, że - aby ludzie mogli wylądować na Marsie - nie potrzeba żadnych cudownych, nie znanych technologii ani ogromnych pieniędzy. Załogowa podróż na Czerwoną Planetę nie wymaga budowy futurystycznych statków kosmicznych w rodzaju Battlestar Galactica. Odwołanie się do zdrowego rozsądku i wykorzystanie dostępnych już teraz technologii pozwoli odbyć podróż bez wielkich obciążeń i „żyć, wykorzystując lokalne zasoby". Na identycznych koncepcjach opierały się prawie wszystkie udane wyprawy odkrywcze i badawcze, podejmowane w przeszłości na Ziemi. Wykorzystywanie lokalnych zasobów w inteligentny sposób jest strategią, która w przeszłości pozwoliła nie tylko zdobyć amerykański Dziki Zachód, lecz poznać całą Ziemię. „Wykorzystanie lokal-
PROJEKT MARS DIRECT • 23
nych zasobów" pozwoli również zdobyć Marsa. Projekty konwencjonalnych misji na Marsa są tak ogromnie rozbudowane i kosztowne właśnie dlatego, że zakłada się w nich, iż do wyprawy na Marsa - trwającej łącznie z drogą powrotną 2-3 lata - konieczne jest zabranie z Ziemi wszystkich niezbędnych materiałów. Jeśliby jednak udało się wytwarzać potrzebne materiały na Marsie, sytuacja wyglądałaby zupełnie inaczej.
Wiosną 1990 roku zacząłem kierować w firmie Martin Ma-rietta Astronautics w Denver w stanie Kolorado zespołem inżynierów i naukowców, którzy pracowali nad projektem pionierskiej wyprawy na Marsa, wykorzystującej te koncepcje. Projekt nosi nazwę Mars Direct (Bezpośrednio na Marsa) i jest najszybszym, najbezpieczniejszym, najbardziej praktycznym i najtańszym programem zbadania Czerwonej Planety i osiedlenia się na niej.
Projekt Mars Direct unika zbędnych, kosztownych i czasochłonnych rozwiązań: nie ma potrzeby montażu rakiety w całość na niskiej orbicie okołoziemskiej, wymiany paliwa podczas lotu, budowy hangarów dla statków kosmicznych i ogromnej stacji kosmicznej ani budowania baz księżycowych przed przystąpieniem do badań Marsa. Rezygnacja z tych planów prawdopodobnie pozwoli ludziom dostać się na Czerwoną Planetę dwadzieścia lat wcześniej, niż gdyby przyjęto inną koncepcję wyprawy, a także uniknąć rosnących kosztów administracyjnych, problemu, z którym borykają się wszystkie rozbudowane programy rządowe.
Realizacja projektu Mars Direct wymagałaby przeznaczenia około 20 miliardów dolarów na wytworzenie całego potrzebnego wyposażenia oraz około 2 miliardów na każdą następną wyprawę na Marsa. Bez wątpienia są to ogromne kwoty, jeśliby jednak wydatek ten rozłożyć na dzies...
kubolina12310