Naseljavanje kosmosa >
Odaberi svoj pakao
Naseljavanje kosmosa neuporedivo je teže nego što to izgleda u naučnofantastičnim romanima i filmovima. Raznorazni "vorpovi", tahjonski i antimaterijski motori, "crvotočine" i drugi egzotični artefakti univerzuma koji omogućavaju putovanje brzinom većom od brzine svetlosti kroz prečice u prostoru i vremenu više su posledica naše frustracije sopstvenim limitima nego demonstracija ideje utemeljene na naučnim faktima. Tu smo gde jesmo i tu ćemo da ostanemo još mnogo, mnogo vremena
Brojni su razlozi koji nas primoravaju da svoje stanište proširimo van granica Zemlje. Naša planeta je prenaseljena, sa resursima koji ne samo da su ograničeni nego se vremenom i smanjuju (pijaća voda, fosilna goriva, plodna zemlja, nastanjiva područja). Deo tih resursa može se pronaći negde u Sunčevom sistemu što našem nastojanju da dohvatimo zvezde daje jaku ekonomsku potporu. Kao primer se često navodi mali asteroid Amun, ne veći od dva kilometra u prečniku, u najvećem procentu sastavljen od gvožđa, nikla, kobalta, platine i drugih dragocenih metala. Ova takoreći beznačajna stena, jedna od bezbroj takvih u Sunčevom sistemu, ima u sebi više čistog metala nego što je do sada iskopano i prerađeno kroz čitavu ljudsku istoriju. Vrednost rude u ovom naizgled beznačajnom kamičku trenutno se procenjuje na oko 20.000 milijardi dolara. Uz to, ni ekološki aspekt nije zanemarljiv: za nas smrtnike zdravije bi bilo da imamo čeličane, rudnike i jalovišta na Marsu ili Mesecu, nego na Zemlji.
Sa druge strane, današnja civilizacija nema svoju "rezervnu kopiju", tako da se neprekidno nalazi u opasnosti da je potpuno zbriše neka katastrofa kosmičkih razmera (neodbranjivi udarac meteorita, epidemija ili sopstvena glupost u vidu nuklearnog rata ili globalnog zagrevanja). Takva mogućnost pre je pravilo nego izuzetak – najveći deo biljnih i životinjskih vrsta danas je istrebljen, uključujući i dinosaure koji su vladali zemljom sve do pre 60 miliona godina. Čak i da nas sve ove pošasti mimoiđu, Zemlja je na duge staze osuđena na propast. I ta propast će se desiti mnogo pre nego što Sunce potroši svoje rezerve nuklearnog goriva. Primičući se lagano svom kraju, naša zvezda svakodnevno postaje sve veća, toplija i sjajnija. Kroz nešto manje od milijardu godina Zemlja će se pregrejati i život na njoj više neće biti moguć.
Ali kuda poći? Kada nas mašta ponese, vrlo često zaboravljamo koliko je Sunčev sistem opasan i u suštini negostoljubiv. Naš prvi sused, Mesec, vrlo je siromašan materijalima koji bi bili od koristi budućim kolonistima. Iako je nedavno detektovana značajna količina leda u skrivenim senkama kratera blizu polova, velike temperaturne razlike tokom Mesečevog dana i noći čine naš satelit drugorazrednom destinacijom. Mesec se u tom pogledu ne razlikuje mnogo od Merkura, koji je zbog svoje blizine Suncu i paklenog solarnog vetra jednako negostoljubiv. Šta tek reći za Veneru koja se može uporediti jedino sa biblijskim paklom. Tamošnje temperature prelaze 450 stepeni uz atmosferski pritisak koji je 100 puta veći nego na Zemlji, kao na 1000 metara morske dubine. Atmosfera je skoro u potpunosti sastavljena od ugljen-dioksida, a nebom krstare oblaci iz kojih padaju kiše sumporne kiseline.
OD ZLA NA GORE: Kada jednom prođete asteroidni pojas između Marsa i Jupitera, stvari se dodatno usložnjavaju. Rastojanja postaju sve veća, Sunčevo svetlo sve slabije, a temperature sve niže. Solarni paneli koji generišu električnu energiju postaju slabi i beskorisni, biće vam potreban neki drugi izvor energije, pri čemu su nuklearni reaktori najlogičniji izbor. Nailazite na gasovite džinove koji nemaju čvrstu površinu na koju biste mogli da sletite. Ukoliko niste voljni da gradite lebdeće gradove nalik na Mijazakijevu "Laputu", moraćete da se naselite na nekom od satelita koji predstavljaju koliko-toliko gostoljubivo stanište. Ali i takvih mesta je jako malo: Jupiter je okružen intenzivnim radijacionim pojasevima koji bi nezaštićenog putnika usmrtili u roku od nekoliko minuta. Ovo zračenje eliminiše najveći deo brojnih Jupiterovih satelita uključujući i one najpoznatije kao što su Ganimed i Io. Moraćete da potražite utočište ili na tamnom Kalistu ili Evropi, ispod čije se debele ledene kore verovatno nalazi vodeni okean u čijim se dubinama, u okolini termalnih stubova povezanih sa toplim jezgrom satelita, možda krije neki drugi život. Ali, da biste stigli do tih toplih dubina, moraćete da kopate kroz kilometarski led, koji je na ekstremno niskim temperaturama tvrđi od granita.
U okolini Saturna imate nekoliko pogodnosti: manju radijaciju, dva "zgodna" satelita, ali i još manje svetlosti i još više hladnoće. Titan je jedini satelit koji poseduje gustu atmosferu i obilje hemijskih elemenata potrebnih za opstanak kolonije, uključujući i jezera tečnih ugljovodonika. Još je interesantniji Enceladus, najsjajniji objekat u Sunčevom sistemu, omalena grudva leda čiji krio-vulkani umesto lave izbacuju led i upućuju na pretpostavku da se ispod sjajne kore verovatno nalazi ogroman rezervoar vode, slično kao i na Evropi. Iza Saturnove orbite uslovi su još drastičniji. Kada prođete "dosadni" Uran, Neptun je poslednja stanica. Do ove planete dopire jedva promil svetlosti koja stiže do Zemlje. Ovo je predvorje apsolutne tame i nezamislive hladnoće gde temperature idu i do -230°C, sa vetrovima koji dostižu 2000 km/h.
Ali da bismo se uopšte zaputili na jedan ovakav put, ostaje nam da rešimo nebrojene probleme, pre svega ekonomske i tehničke. Potrebno je da obezbedimo sredstva koja se, u najjednostavnijoj verziji puta do Marsa i nazad, kreću između 10 milijardi i 1000 milijardi dolara (gornja granica je mnogo verovatnija), što je previše čak i za naše prijatelje iz Emirata. U današnje vreme ekonomske krize, kada sve razvijene države krešu budžete i zavode rigorozne mere štednje, teško je zamisliti da će neko rizikovati da ga pošalju u ludnicu tako što će predložiti trošak od 500 milijardi samo da bismo kročili na Mars. Čak i da ima novca, potrebno je usavršiti postojeće raketne motore jer su sadašnji hemijski odavno prevaziđeni, utvrditi kako će putnici podneti višemesečni put u skučenom prostoru i bestežinskom stanju, zaštititi ih od sveprisutnog kosmičkog zračenja i obezbediti zatvoreni životni ekosistem, kako tokom leta tako i na samom odredištu, sposoban da održi uslove potrebne za život ljudi uz minimalnu ili nepostojeću pomoć sa Zemlje.
Sa druge strane, putovanje između planeta Sunčevog sistema predstavlja dečju igru u odnosu na putovanje između zvezda. Kosmos je, u suštini, ogroman prazan prostor u kojem su izolovane oaze materije razdvojene kolosalnim daljinama čiju pravu dimenziju možemo da sagledamo tek uz pomoć matematike. Zaboravimo na našu želju da dosegnemo centar Mlečnog puta u kojem, na rastojanju od oko 27.000 svetlosnih godina, obitava super-masivna crna rupa. Još bi nam bilo teže da preskočimo ambis širok dva i po miliona svetlosnih godina i posetimo Andromedu, nama najbližu galaksiju. Ograničimo se na relativno skroman cilj da otputujemo do nama najbliže zvezde (Proksima Kentauri), od koje nas deli tek nešto više od četiri svetlosne godine (zanemarimo za trenutak činjenicu da ova zvezda nije idealna meta za naseljavanje s obzirom na to da u njenoj okolini do sada nije uočena nijedna planeta).
OSVAJANJE PRAZNINE: O ovome su razmišljale mnoge umne glave, a najdalje je otišlo Britansko međuplanetarno društvo, koje je sredinom sedamdesetih izradilo projekat prve međuzvezdane letelice – "Dedal". Reč je o kosmičkom brodu kolosalnih dimenzija sa masom od preko 50.000 tona od čega najveći deo otpada na gorivo. Broj članova posade nije unapred definisan, ali je on ograničen relativno skromnom količinom korisne opreme koju brod može da ponese (manje od 1 odsto ukupne mase). Umesto klasičnog hemijskog pogona koji je ovde neefikasan i neprimenljiv, "Dedal" koristi energiju koja se oslobađa termonuklearnom fuzijom teškog vodonika (deuterijuma) i lakog helijuma (He-3). Ovaj izotop helijuma nemoguće je proizvesti na Zemlji u potrebnim količinama tako da će on biti obezbeđen iz Jupiterove atmosfere, korišćenjem robotizovanih balona koji će se "rudarskim" poslom baviti najmanje 20 godina. Gorivo će se pakovati u kapsule koje će se pod dejstvom snopova ultrabrzih elektrona komprimovati do pritiska i temperature potrebnih za otpočinjanje nuklearne reakcije.
Iako kontrolisana nuklearna fuzija predstavlja tehnološki izazov koji do danas nismo savladali, dizajneri "Dedala" mislili su na sve ostalo. S obzirom na to da letelica treba da se kreće brzinom koja je uporediva sa brzinom svetlosti, njen sudar čak i sa česticama male mase mogao bi da izazove katastrofalne štete. U tu svrhu osmišljen je ultratvrdi berilijumski štit koji bi trebalo da pruži svu neophodnu zaštitu. Let ka zvezdama istovremeno je i let u nepoznato i zato će "Dedal" biti opremljen jakim teleskopima i flotom pomoćnih letelica na jonski pogon namenjenih istraživanju odredišta mnogo godina pre stizanja na cilj. Izduvni mlaznik motora prečnika 40 metara biće istovremeno korišćen i kao antena za komunikaciju posade sa majkom Zemljom.
I tu negde prestaje mašta, a počinje surova realnost. Kada uopšte krenuti na put koji će trajati decenijama? Sasvim je moguće da bi letelicu koja bi na put pošla danas u nekom trenutku prestigla letelica koja će poleteti kroz 20 godina koja će sigurno imati jači i napredniji pogon. Svejedno, pretpostavimo da bi povratno putovanje do Proksime Kentauri ili nešto dalje Barnardove zvezde trebalo da se obavi tokom radnog veka jednog čoveka, nekih 40 godina. A da bi to bilo moguće, "Dedal" bi morao da putuje prosečnom brzinom od barem 20 odsto brzine svetlosti. Pri ovoj brzini relativistički fenomeni još nemaju dominantan uticaj, tako da kinetičku energiju "Dedala" možete da procenite pomoću formule iz školske fizike: masa puta brzina na kvadrat podeljeno sa dva. Potrebna energija zapravo je nekoliko puta veća: prosečna brzina manja je od maksimalne, plus će vam biti potrebna energija ne samo za ubrzavanje, nego i za usporavanje letelice. Sa druge strane, imajte u vidu da celokupna godišnja proizvodnja energije Sjedinjenih Američkih Država iznosi oko 27.000 milijardi kilovat-sati.
Nagradno pitanje glasi: koliko bi "Dedala" moglo da se otpremi do prve sledeće zvezde korišćenjem ove gigantske količine energije? Tačan odgovor glasi: nijedan! Pri današnjem nivou energetske produkcije Amerika ni za hiljadu godina ne bi proizvela energiju potrebnu za samo jednu međuzvezdanu letelicu kratkog dometa.
Naseljavanje kosmosa neuporedivo je teže nego što to izgleda u naučnofantastičnim romanima i filmovima. Raznorazni "vorpovi", tahjonski i antimaterijski motori, "crvotočine" i drugi egzotični artefakti univerzuma koji omogućavaju putovanje brzinom većom od brzine svetlosti kroz prečice u prostoru i vremenu, više su posledica naše frustracije sopstvenim limitima, nego demonstracija ideje utemeljene na naučnim faktima. Tu smo gde jesmo i tu ćemo da ostanemo još mnogo, mnogo vremena.
FERMIJEV PARADOKS: Da li ćemo jednoga dana ipak napustiti poznato okruženje matične zvezde i krenuti da naseljavamo svoje bliže i dalje kosmičko okruženje slično kao što smo nekad u prošlosti kolonizovali udaljene krajeve sopstvene planete? Gledajući brzinu kojom napreduju nauka, tehnologija i ljudski um, reklo bi se da hoćemo. Uzmite, na primer, veličanstvene projekte kao što su "Moravom do Soluna" ili "Beograd na vodi" – do juče bi samo lud čovek pomislio da ovo može da se napravi, a danas te ideje dobijaju izbore. Prvi avion poleteo je pre malo više od jednog veka, a već danas se naše letelice nalaze u svim delovima Sunčevog sistema, pa i izvan njega. Ali to što nama deluje kao logičan korak napred izgleda da se kosi sa neposrednim opažanjima.
Čuveni nuklearni fizičar Enriko Fermi prvi je uočio i formulisao paradoks koji danas nosi njegovo ime: onoga trenutka kada steknete sposobnost da se krećete između zvezda, čak i minimalnom brzinom, vi ćete naseliti čitav Mlečni put tokom vremenskog perioda koji nije duži od 250 ili 300 miliona godina. To je smešno kratak period za jednu staru galaksiju kao što je naša i vek univerzuma koji se procenjuje na 13,7 milijardi godina. Ako se složimo da je Zemlja samo jedna od nekoliko milijardi sličnih planeta, ako je čovečanstvo samo jedna od inteligentnih civilizacija koje nastanjuju Mlečni put, postavlja se prosto pitanje: "Gde su svi oni?" Zar ne bi trebalo da oko nas sve već uveliko vrvi od raznoraznih civilizacija i kultura koje se međusobno prožimaju kao u Ratovima zvezda ili Zvezdanim stazama? U stvarnosti, nemamo nijedan dobar trag ili makar indiciju da se negde u našoj okolini drugima već desilo ono što predviđamo samima sebi.
To može da znači samo dve stvari: ili je naseljavanje kosmosa (baš kao i kanal do Soluna) neuporedivo složeniji (možda i nemoguć) poduhvat ili smo potpuno usamljeni u svemiru. Kako to da je svemir tako fino "podešen" da iznedri samo jednu civilizaciju i nijednu više? Odgovor možda leži u takozvanom "antropičkom principu": da je sve samo malo drugačije, da sve nije "udešeno" tako fino kao što jeste, ne bi bilo ni "Beograda na vodi", ni "Vremena", ni vas kao čitalaca, a bogami ni autora ovog teksta.
POŠALJI KOMENTAR REDAKCIJI
|  |
ODŠTAMPAJ TEKST
|
|||
| |||||
|
| |||||
Zemljaci na Marsu
Kada dođe trenutak da načinimo prvi korak u naseljavanju svemira, skoro je izvesno da će se to desiti na Marsu. U mnogim svojim aspektima, Mars liči na Zemlju: dan na njemu traje skoro isto kao i na Zemlji, a zbog nagnutosti ose rotacije Mars ima godišnja doba koja se regularno smenjuju. I što je najvažnije, Mars ima ogromne rezerve vode u vidu naslaga leda na polovima ili na relativno maloj dubini ispod površine. Ali tu negde sličnosti prestaju i počinju razlike koje naš let na Mars čine teškim i rizičnim.
Danas, recimo, niko ne zna kakav bi dugotrajan efekat na ljudsko telo imala smanjena Marsova gravitacija, tri puta slabija od Zemljine. Sva dosadašnja istraživanja ograničena su na bestežinsko stanje. Na Marsu nema tekuće vode, zemljište je jalovo i nepogodno čak i za najotpornije i najekstremnije žive organizme sa Zemlje. Temperatura je vrlo niska (u proseku nigde ne prelazi -5°C, a pada i do -100°C) dok je Sunčevo zračenje mnogo intenzivnije nego na Zemlji. Mars nema zaštitno magnetno polje tako da bi astronaut na Marsu, u roku od nekoliko godina, primio dozu zračenja predviđenu za čitav radni vek. Marsova atmosfera je vrlo retka (otprilike kao na visini od 30-40 kilometara iznad Zemlje) i skoro u potpunosti je sačinjena od ugljen-dioksida. Parcijalni pritisak ugljen-dioksida veći je na Marsu nego na Zemlji, tako da je Marsova atmosfera ekstremno toksična i za biljke i za ljude. I na kraju, do Marsa stiže znatno manje Sunčeve svetlosti nego do Zemlje: najlepši dan na Marsu liči na vrlo tmuran zemaljski dan.
Do Marsa se ne stiže ni brzo ni jednostavno. "Prozor" za let (vezan za optimalni položaj Zemlje i Marsa) otvara se, otprilike, jednom u dve godine. Sa gledišta minimalnog utroška goriva, najekonomičnija je tzv. Hohmanova trajektorija, izdužena elipsa koja tangira Zemljinu i Marsovu orbitu, ali takva putanja zahteva najmanje 6-9 meseci putovanja kroz prazan prostor izložen ubistvenom kosmičkom zračenju. Uz veći utrošak goriva do Marsa se može stići i za mnogo kraće vreme, ali veća količina goriva automatski znači i manje korisnog tereta. Spuštanje na Mars još je izazovnije: Mars ima dovoljno jaku gravitaciju da prizemljenje učini značajno težim nego na Mesecu. Sa druge strane, Marsova atmosfera je suviše retka tako da se u poslednjoj fazi ne mogu koristiti padobrani.
Šta čeka astronaute na Marsu? Pre svega, stanište mora da bude apsolutno izolovano od spoljašnjeg sveta sa zatvorenim sistemom proizvodnje i reciklaže hrane, vode i kiseonika. Mars ima malo toga da ponudi naseljenicima: izuzev rezervi vode, tu je još samo solarna energija, čija eksploatacija nije jednostavna zbog konstantnih vetrova punih prašine koji umeju da obaviju čitavu planetu na nekoliko nedelja. Komunikacija sa kolonistima ne bi mogla da se odvija u realnom vremenu: čak i pri brzini svetlosti, radio-signalu sa Marsa potrebno je 5–30 minuta da prevali rastojanje do Zemlje. U vreme kada se Zemlja i Mars nalaze sa suprotne strane Sunca, ova komunikacija je praktično nemoguća i po nekoliko meseci.
O Marsu kao našoj narednoj kosmičkoj destinaciji razmišlja se već decenijama. Prvi ozbiljnu studiju pod nazivom "Projekat Mars" izradio je Verner fon Braun, genijalni konstruktor raketa koji je za Hitlera napravio zloglasne rakete "Fau-2", a za Amerikance "Saturn V", najveću raketu svih vremena, koja je čoveka odvela na Mesec. Fon Braun je za pohod na Mars koji bi prethodio njegovoj punoj kolonizaciji predvideo flotu od desetak brodova koja bi bila izgrađena na orbiti pomoću 1000 trostepenih raketa. Ova flota bi na Mars povela prvu grupu od 70 naseljenika. Projekat je u više navrata prepravljan, onako kako su napredovala naša saznanja o Crvenoj planeti, ali je definitivno gurnut u stranu kada je Ričard Nikson likvidirao "Apolo" program i dao prioritet razvoju svemirskog taksija. Nedugo potom, razočaran i deprimiran, Verner fon Braun je okončao svoju karijeru u NASA.
Osvajanje Marsa ponovo je dobilo na publicitetu 1989. godine kada je Džorž Buš, tadašnji američki predsednik, objavio svoju "inicijativu za kosmička istraživanja" u kojoj je opisana dugoročna vizija američkog istraživanja Sunčevog sistema. Višedecenijska saga trebalo je da kulminira čovekovim osvajanjem Marsa. NASA je tako dobila dugo potreban vetar u leđa. Već naredne godina nacionalna svemirska administracija izradila je studiju pod naslovom "Istraživanje Meseca i Marsa", koja je obrađivala narednih nekoliko decenija u kosmosu i predvidela troškove od oko 450 milijardi dolara. Nažalost, dokument je dočekan na nož od strane uticajnih kongresmena i senatora koji nisu želeli da podrže najveću američku investiciju od završetka Drugog svetskog rata. Za samo godinu dana Bušova inicijativa je likvidirana, a NASA se okrenula neuporedivo jeftinijim automatizovanim sondama.
Mnogi ugledni inženjeri NASA bili su razočarani, među njima i Robert Zubrin. On je nakon detaljne analize svih do tada predloženih projekata utvrdio da svi oni pate od istog fundamentalnog nedostatka: ogromni troškovi uglavnom su posledica našeg nastojanja da sve što nam je potrebno za život i rad na Marsu ponesemo sa sobom sa Zemlje. Umesto toga, Zubrin predlaže mnogo jeftiniju alternativu koja je kasnije formalizovana pod naslovom "Mars, direktno". Njegov projekat zagovara brže i lakše putovanje sa neuporedivo manje opreme pri čemu će se neki kritični resursi proizvoditi na Marsu. Zubrin u prvoj fazi predviđa slanje letelice koja će na Mars odneti brod za povratak budućih astronauta na Zemlju, mali nuklearni reaktor, osam tona vodonika i malu hemijsku laboratoriju nalik na onu iz serije "Breaking Bad". Automatizovana laboratorija bi tokom narednih deset meseci hemijskim putem proizvela 110 tona metana i kiseonika koristeći vodonik i ugljen-dioksid iz Marsove atmosfere. Na taj način će na licu mesta biti obezbeđeno gorivo za povratni let na Zemlju i pogon vozila za istraživanje Marsa. Tek dve godine kasnije put Marsa će krenuti i astronauti, zajedno sa svojim habitatom koji će biti prizemljen u blizini laboratorije. Sve što im je potrebno za povratak na Zemlju već će ih čekati na površini Marsa. Nakon toga, ekspedicije bi trebalo da se smenjuju na svake dve godine.
Zubrin je uložio veliku energiju u promociju svog koncepta koji je naišao na pozitivne kritike u stručnoj javnosti. Imao je priliku da svoj projekat predstavi u odgovarajućim komitetima Senata, a u više navrata su mu odobravana i skromna sredstva da nastavi svoj rad. Iako je Barak Obama više puta najavio da se nada da će "biti tu" kada Amerikanci budu sleteli na Mars negde u četvrtoj deceniji ovog veka, njegove reči nisu bile praćene konkretnim delima. Poslednje finansijske slavine koje su držale u životu Zubrinov projekat zavrnute su 2011. godine. Zubrin se posvetio pisanju knjiga i radu u organizaciji "Mars Society", koju je osnovao 1998. godine sa ciljem promocije istraživanja i kolonizacije Marsa, pre svega privatnim sredstvima.
U nedostatku bilo kakve državne inicijative, Mars je prepušten interesu privatnih investitora koji tek čine svoje prve korake u kosmosu. Takav koncept donosi svoje prve plodove: korporacija SpaceX već se nametnula svojim jeftinim raketnim nosačem Falkon 9 i kapsulom Dragon, koja je Ameriku ponovo spojila sa Međunarodnom svemirskom stanicom. Ali Mars je i za tako uspešne kompanije još daleko, što opet ne znači da je potpuno zaboravljen.
Holandski biznismen Bas Lansdorp pokrenuo je 2012. godine neprofitnu organizaciju Mars One sa ciljem da na Mars 2023. godine pošalje ekspediciju sa kartom u jednom pravcu. Do 2033. godine Mars bi trebalo da ima koloniju od oko 20 astronauta. Projekat će se, kako stvari stoje, finansirati prodajom televizijskih prava za "rijaliti" šou koji će pratiti izbor, obuku i put astronauta na Crvenu planetu (prvi krug selekcije već je obavljen, a među izabranima ima i naših). Troškovi se procenjuju na oko šest milijardi dolara, što je prilično "smešno" u odnosu na procene NASA iz 2009. godine koje su bar 20 puta veće. Projekat je naišao na žestoku kritiku stručne javnosti, uključujući i samog Zubrina. Za njih je Mars One obična prevara iza koje stoji organizacija koja nema ništa: ni znanje, ni koncept, ni kosmodrom, ni raketu, ni astronaute, ništa osim želje da se naprave pare slanjem ljudi u skoro sigurnu smrt. I pored toga, ne manjkaju avanturisti koji bi rado stavili glavu u torbu za trenutak slave. Nedostaju (samo) pare: zasad je sakupljeno svega 300.000 dolara.
