Umanitatea, pe Marte: ce șanse avem să colonizăm Planeta Roșie, ambiția giganților spațiali

Companiile spațiale încearcă să descopere cât mai mult despre univers, dar, mai ales, despre planeta Marte. NASA, Elon Musk cu al lui SpaceX, chinezii și alte națiuni au trimis rovere pe Planeta Roșie, au colectat probe, au adunat dovezi, ba chiar au simulat cum ar fi să trăim acolo.

Explorarea lui Marte și eventuala călătorie umană către ea nu este nimic nou. În timp ce misiunile pilotate au rămas aproape imposibile din punct de vedere financiar și logistic, misiunile fără pilot au început în 1960. Până acum au existat aproximativ 50 de misiuni pe Marte, dintre care aproximativ jumătate au avut succes – o dovadă a dificultății de a ajunge pe Planeta Roșie.

Astăzi, există mai multe nave spațiale care operează pe Marte decât pe oricare altă planetă în afară de Pământ. Din punct de vedere istoric, Marte nu a fost foarte “receptivă” la încercările noastre de a trimite nave spațiale acolo, aproximativ jumătate dintre toate misiunile de pe Planeta Roșie eșuând. Procentul respectiv s-a îmbunătățit în ultimii ani, dar NASA rămâne singura agenție spațială care a operat o navă spațială la suprafața planetei.

Ca referință, până acum au existat aproximativ 50 de misiuni pe Marte, dintre care aproximativ jumătate au avut succes – o dovadă a dificultății de a ajunge la Planeta Roșie. Pentru a numi câteva dintre misiunile operaționale pe Marte, putem aminti Mars Odyssey (2001), Mars Express (2003), Mars Spirit and Opportunity (2003), Mars Reconnaissance Orbiter (2005), Curiosity Rover (2011), Mangalyaan – Mars Orbiter Mission (2013), MAVEN (2013), ExoMars Trace Gas Orbiter (2016), InSight Lander (2018), Hope Mars Mission (2020), Perseverance Rover (2020), Tianwen-1 (2020).

Fondatorul SpaceX, Elon Musk, spune că drumul spre Marte este la îndemână, cu posibilitatea de a avea un milion de oameni care trăiesc pe planetă, în decurs de o sută de ani. Cu toate acestea, compania spațială SpaceX nu lucrează singură pentru a ajunge pe Marte. De fapt, există un număr destul de mare de misiuni, cu echipaj și fără echipaj, care sunt în prezent planificate sau sub propunerea organizațiilor spațiale guvernamentale și a companiilor private de zbor spațial din întreaga lume.

Ce misiuni sunt operaționale pe Marte acum

În prezent, operațional pe planetă există un lander (InSight) și trei roveruri (Curiosity și Perseverance ale NASA și Zhurong-ul chinezesc). Un alt rover (ExoMars) este planificat pentru lansare anul viitor. În jurul planetei orbitează opt sateliți, oferind cantități masive de date despre vecinul nostru prăfuit. Misiunile planificate nu se termină aici. Sunt planificate mai multe misiuni pentru lansare în 2022 și 2024 și există propuneri de a duce oamenii pe Marte până în 2030.

Exploatarea robotică care poate furniza apă și combustibil este cheia dezvoltării unei colonii pe Planeta Roșie în următorii 30 de ani. Marte va fi colonizată de oameni până în anul 2050, atât timp cât procesele miniere autonome vor deveni rapid mai viabile din punct de vedere comercial. Acesta este punctul de vedere al profesorului Serkan Saydam de la UNSW Sydney, în urma aterizării uimitoare pe Marte de către roverul Perseverance al NASA.

Este de așteptat ca roverul Perseverance să ofere răspunsuri cu privire la existența unor forme de viață pe Planeta Roșie, dar este, de asemenea, conceput pentru a ajuta la abordarea provocărilor viitoarelor expediții umane de acolo.

În 2015, NASA spunea prima oară că a descoperit apă pe Marte. Profesorul Saydam, de la Școala de Inginerie a Resurselor de Energie Minerală, spune că accentul principal în ceea ce privește crearea unei colonii pe Marte este găsirea apei – și posibilitatea de a o extrage și de a o procesa folosind roboți, înainte ca oamenii să aterizeze. Apa ar fi existat pe Marte cu mult timp înainte să știm noi. O nouă privire asupra asteroizilor antici marțieni sugerează că Planeta Roșie avea apă lichidă cu sute de milioane de ani mai devreme decât am știut.

Oamenii de știință știu de mult că meteoriții NWA 7034 și NWA 7533, care au aterizat în deșertul Sahara cu ani în urmă, au venit aici de pe Marte. Astfel, cercetând istoria meteoriților, oamenii de știință ai Universității din Tokyo spun acum că au găsit semne de oxidare – sugerând că apa era prezentă – de acum 4,4 miliarde de ani, potrivit unei cercetări publicate recent în revista Science Advances. Oamenii de știință au reunit istoria oceanelor marțiene în urmă cu aproximativ 3,7-4 miliarde de ani. Dacă acest nou studiu continuă să fie examinat în continuare, acest lucru ar însemna că apa lichidă a planetei a fost în jur de 400 de milioane de ani în plus, cel puțin, înainte ca oamenii de știință să afle acest lucru.

„Totul este legat de apă”, spune prof. Saydam. „Folosiți apa ca suport de viață, plus că puteți separa hidrogenul utilizat ca sursă de energie. Procesul pentru a avea oameni pe Marte va fi să organizeze operațiuni, să meargă acolo și să producă mai întâi apă cu roboți și apoi să poată extrage hidrogenul pentru a pregăti energia, înainte ca oamenii să sosească. Inovația în robotică și sisteme autonome este în mod clar importantă, astfel încât să avem apa pregătită și hidrogenul separat și pregătit pentru momentul când aterizează ființele umane”.

În acest moment, nu avem capacitatea de a face acest lucru. Există eforturi semnificative de cercetare, în special la UNSW în cadrul ACSER (Centrul Australian pentru Cercetarea Ingineriei Spațiale), cu privire la cel mai bun mod de a face acest lucru, dar nu există încă un consens. Depinde și de câți oameni ne așteptăm să trăiască pe Marte. Sunt cinci, sau 5000, sau 50.000, sau chiar mai mult? Mai mult, cercetătorii de la Universitatea Washington din St Louis cred că au descoperit un nou sistem care ar putea extrage cantități semnificative de oxigen și hidrogen din depozitele de apă sarată prezente pe suprafața lui Marte. Procesul de electroliză ar putea chiar îmbunătăți sistemele similare pe Pământ, spun ei.

„Electrolizorul nostru de apă sărată marțiană modifică radical calculul logistic al misiunilor pe Marte și nu numai”, spune Vijay Ramani, profesor de inginerie chimică la Universitatea Washington din St Louis și coautor al lucrării care a fost publicată în revista Proceedings of the National Academy of Sciences. „Această tehnologie este la fel de utilă pe Pământ, unde folosește oceanele ca sursă viabilă de oxigen și combustibil”, adaugă el.

Ce-ai mânca pe Planeta Roșie?

Dar te-ai întrebat ce vei mânca pe Marte, dacă vei ajunge acolo? În acest sens, agricultura „spațială” din Antarctica face progrese uriașe. O seră marțiană din Antarctica produce cea mai bună rucola, potrivit unui om de știință al NASA. Astfel, o echipă de oameni de știință dintr-o stație îndepărtată din Antarctica a recoltat culturi cultivate într-o seră de înaltă tehnologie, concepută pentru a testa tehnologii care ar putea într-o zi să-i hrănească pe exploratorii de pe Lună și Marte, conform Space.com. Sera, numită EDEN ISS, este condusă de Centrul German Aerospațial (DLR), care cooperează cu NASA în cercetarea agriculturii spațiale. În prezent, în al patrulea sezon, în seră se cultivă plante aeroponice, ceea ce înseamnă că rădăcinile plantelor sunt suspendate în aer. Astfel, substanțele nutritive și apa sunt livrate sub formă de ceață special formată.

Colonizarea spațială pe Marte se poate spune aproximativ că este posibilă atunci când metodele necesare de colonizare spațială devin suficient de ieftine (cum ar fi accesul la spațiu prin sisteme de lansare mai ieftine), pentru a satisface fondurile cumulate care au fost strânse în acest scop. În acest moment, cel mai accesibil mod de a ajunge pe Marte pare să se afle în sectorul privat, mai exact, în SpaceX, cu inginerul și antreprenorul Elon Musk la conducere. Musk consideră că cel mai eficient mod de colonizare a planetei Marte ar fi reciclarea oricăror rachete pe care le folosim pentru a ajunge acolo. Scopul său este de a stabili o stație de alimentare pe Lună, astfel încât transportul între Pământ și colonie să fie practic și accesibil. Anul trecut, el a arătat lumii că este posibilă reutilizarea rachetelor, atunci când miezul motorului care transporta racehta Falcon Heavy în spațiu a aterizat cu succes pe Pământ.

Cu toate acestea, există încă multe îndoieli dacă va fi capabil să repete procesul pe o altă planetă, unde furtunile de praf și clima vor face mult mai dificilă aterizarea. Apariția recentă a companiilor private care se angajează în explorarea spațiului oferă un oarecare optimism, dar fondurile lor sunt limitate, deoarece investițiile în proiecte mari pot deveni dăunătoare supraviețuirii companiei lor dacă proiectele menționate se lovesc un zid.

Dar când viața în sine ar putea fi susținută pe Planeta Roșie? Lăsând deoparte constrângerile monetare, corpul uman nu poate funcționa fizic pe Marte. Prima problemă majoră este că Marte, spre deosebire de Pământ, nu are protecție împotriva radiațiilor. În spațiu, există multe raze cosmice formate din particule atomice cu energie ridicată, care se extind peste tot din corpurile cerești care explodează. Aceste raze pot provoca tot felul de efecte asupra sănătății, cum ar fi afectarea vederii, deteriorarea ADN-ului, deteriorarea sistemului nervos și chiar cancer. Pe Pământ, suntem imuni la radiații, deoarece atmosfera noastră absoarbe majoritatea razelor. În plus, câmpul magnetic al Pământului deviază cea mai mare parte a acestuia. Pe de altă parte, Marte nu are un câmp magnetic global major de aproximativ 4,2 miliarde de ani, iar atmosfera sa este prea subțire pentru a respinge radiațiile. Mai mult decât atât, călătoria către și de pe Marte ar avea ca rezultat o expunere la radiații de 0,66 Sv, care este aproape de maximul de 2 Sv radiații pe care unii astronauți îl ating în timp ce se află în călătorii de șase luni la ISS. Deoarece riscul de cancer poate începe să crească la 0,05 Sv, ar fi periculos pentru corpul uman să rămână pe o planetă fără protecție împotriva radiațiilor pentru o perioadă lungă de timp.

Suntem capabili să locuim pe planetă?

Următoarea provocare este compoziția atmosferică pe Marte, care este de aproximativ 95% dioxid de carbon, 3% azot, 1,6% argon și mai puțin de 0,4% oxigen. Acest lucru este problematic, deoarece are ca rezultat o atmosferă foarte subțire. Datorită atmosferei subțiri, temperatura fluctuează. În plus, nivelurile scăzute de oxigen îl fac astfel încât să nu mai putem respira liber afară. În condițiile actuale, ai muri în câteva minute, cu excepția cazului în care ai pe tine un costum de presiune care îți asigură protecția necesară. Dacă presiunea atmosferică a lui Marte ar putea crește peste 19 kPa (2,8 psi), atunci nu ar fi necesar un costum de presiune. Vizitatorii ar trebui să poarte doar o mască care furnizează 100% oxigen sub presiune pozitivă.

O altă problemă majoră a vieții pe Marte o reprezintă efectele unei forțe de gravitație mai mici. Deoarece Marte este mai mic decât Pământul, forța sa de greutate este de aproximativ 38% din ceea ce experimentăm aici. Viața prelungită în acest tip de mediu ar duce la osteoporoză (oasele devin fragile), atrofie musculară (slăbirea mușchilor din cauza lipsei de mișcare) și efecte periculoase asupra sistemului nostru cardiovascular. Acestea se vor dovedi dificile de tratat pe Marte, dar, de asemenea, dacă oamenii s-ar întoarce pe Pământ, corpurile lor nu ar supraviețui, deoarece s-ar fi adaptat condițiilor marțiene. Când astronauții se întorc din ISS după câteva luni în spațiu, aceștia au dificultăți de mers și necesită ajutor la aterizare. Acest efect ar fi intensificat după ce am fi trăit pe Marte o perioadă.

În cele din urmă, unul dintre cei mai evidenți factori care afectează posibilitatea colonizării lui Marte este că solul marțian este toxic. Deoarece multe raze UV ​​lovesc solul planetei, cantitatea mare de perclorați din sol devine extrem de reactivă. Perclorații sunt foarte toxici și sunt capabili să mărească tensiunea arterială, să provoace leziuni pulmonare și să oprească glanda tiroidă. Aceste efecte devastatoare asupra sănătății ar fi în esență netratabile pe Marte, având în vedere modul în care ajutorul medical ar fi limitat. Din păcate, din cauza prezenței prafului pe Marte, aceste efecte ar fi inevitabile, deoarece s-ar acumula pe echipamente, costume spațiale și pe fiecare obiect care intră în contact cu suprafața și interiorul habitatelor.

În plus față de efectele fizice asupra corpului uman, problemele sociale și psihologice asociate vieții izolate sunt foarte periculoase pentru oameni. Ca specie, suntem obișnuiți să trăim în spații mari, cu o mulțime de lucruri de făcut și locuri de vizitat. Studiile au arătat efectele nocive locuirii într-un mediu restrâns cu oamenii, mai ales în Antarctica. Locuirea în habitate încapsulate pe Marte ar crea un cadru social similar cu cel din Antarctica, iar acest lucru i-a determinat pe mulți să compare cele două condiții de viață dintr-un context psihologic. Condițiile implică interacțiunea cu același set de oameni pentru o perioadă lungă de timp, fără capacitatea de a interacționa cu lumea exterioară sau de a lua o pauză de la cei din jur. Ideea propusă de Mars One de a avea oameni pe Planeta Roșie pentru tot restul vieții pur și simplu nu ar funcționa. Oamenii s-ar supăra și, în cele din urmă, s-ar răni reciproc.

Un exemplu perfect a fost văzut recent în Antarctica, când o pereche de oameni de știință ruși au trebuit să-și încheie cercetările mai devreme, deoarece unul dintre ei l-a înjunghiat pe celălalt, după ce a stricat finalul unei cărți. Este un exemplu simplu al modului în care judecata și capacitatea unei persoane de a face față supărărilor minore pot deveni limitate atunci când oamenii sunt obligați să petreacă un timp prelungit aproape izolat.

Multe filme SF, precum celebrele Star Wars, ne împing imaginația dincolo de limite, înfățișând o lume în care călătoriile interplanetare sunt posibile, iar colonizarea planetară este reală. Pe cât de distractiv este să ne imaginăm trăind pe alte planete, realitatea trebuie să ne reamintească că aceste obiective sunt mai greu de atins decât pare. Căci, de-a lungul anilor, am văzut și filme care povestesc evenimente din trecut, chiar și unele SF, care ilustrează cât de fragili sunt oamenii atunci când ies din atmosferă.

Printre acestea, care îmi vin în minte acum sunt Apollo 13, First Man, The Martian și Interstellar. Filme ca acestea ne arată cât de limitați suntem când vine vorba de călătoriile spațiale, dar ne-au trezit imaginația și au condus mulți ingineri și astrofizicieni aerospațiali din întreaga lume să-și continue idealurile de colonizare ale lui Marte. Cu toate acestea, deocamdată ar trebui să ne restrângem ambițiile doar pentru a vizita Planeta Roșie, așa cum am făcut pentru lună. Când ne uităm la numărul de factori care se opun unei civilizații umane pe Planeta Roșie, devine clar că nu ar trebui să încercăm să realizăm acest act al colonizării lui Marte deocamdată și să așteptăm să fim pregătiți.