Podróże kosmiczne

Wyprawy

Start sondy Pionier 10

Trzydziestolecie programu lotów pozasłonecznych

Sonda Pionier 10 na Ziemi przed startem

Czy życie narodziło się i istnieje tylko na Ziemi? Czy mamy szanse spotkać obce cywilizacje? Jak zbudowany jest Wszechświat? Aby spróbować odpowiedzieć na te pytania cztery sondy kosmiczne podążają w ku innym gwiazdom opuściwszy już dawno Układ Słoneczny.
Pierwszy taki pojazd Pionier 10 wystrzelono 3 marca 1972 roku a więc ponad trzydzieści lat temu. Z okazji rocznicy wielki radioteleskop w Gladstone wysłał do sondy "zapytanie o zdrowie". Odpowiedź przyszła prawie 22 godziny potem. Tyle czasu zajmuje sygnałowi radiowemu podróż tam i z powrotem. Pioneer 10 jest w tej chwili prawie 80 razy dalej od Słońca niż Ziemia (dwa razy dalej niż Pluton - ostatnia planeta). Zmierza w kierunku konstelacji Byka.
Sonda raportowała na Ziemię, że zasilanie jest wciąż wystarczające, żeby działał nadajnik oraz ostatni z przyrządów sondy - licznik promieniowania Geigera. Sonda jednak pogrąża się w mrozie - temperatura wielu układów jest już krytycznie niska.
Ostatni sygnał sondy NASA otrzymała 22 stycznia 2003 roku. Pioneer 10 znajdował się wówczas ok. 12 mld kilometrów od Ziemi. Ten sygnał, jak i dwa poprzednie, był bardzo słaby. Naukowcy po raz ostatni wysłali w stronę sondy sygnał 7 lutego, jednak od tego czasu nie wróciła żadna odpowiedź. Dalszych prób naukowcy nie zamierzają podejmować. Łączność z sondą na zawsze została przerwana.

Pionier 10 był pierwszą sondą, która w 1973 roku przeleciała koło Jowisza

Drugą sondą był Pionier 11 wystrzelony 6 kwietnia 1973 roku. Oba bliźniacze pojazdy po zbadaniu Jowisza skierowane zostały w otchłań kosmiczną. Sondy mają kamery, przyrządy do mierzenia pól magnetycznych i cząstek naładowanych, a także fotopolarymetr, który reaguje na światło. Kontakt z Pionierem 11 został w roku 1995 przerwany. Na ich pokładzie znajduje się plakietka z wygrawerowanym przekazem od Ziemian dla ewentualnych inteligentnych pozaziemskich cywilizacji.

Jowisz widziany z Voyagera 1

Następnymi statkami wystrzelonymi w otchłań kosmiczną były Voyager 1 i Voyager 2 wystrzelone odpowiednio we wrześniu 1977 roku i sierpniu 1978 r. W trakcie kolejnych 12 lat sondy odwiedziły cztery planety i 48 księżyców, przesłały na Ziemię zdjęcia czerwonej plamy na Jowiszu, delikatnych pierścieni Saturna i dwóch zewnętrznych gazowych planet - Urana i Neptuna. Na zdjęciach wykonanych przez Voyagery po raz pierwszy zobaczyliśmy pierwsze aktywne pozaziemskie wulkany na księżycu Jowisza - Io, które wyrzucają chmury gazów na wysokość 300 kilometrów. Obie sondy wciąż działają. Wiozą na pokładzie zdjęcia z Ziemi, nagrania ziemskich odgłosów, fragmenty muzyki i pozdrowienia w 55 językach. Voyager 1 leci z prędkością 17,4 km/s i w roku 1998 przegonił sondę Pionier 10 i stał się najdalszym ziemskim obiektem w kosmosie. Jeśli nic nieprzewidzianego się nie wydarzy to powinniśmy utrzymywać kontakt z Voyagerami aż do roku 2030.

Pierścienie Saturna

Według informacji Amerykańskiej Agencji Kosmicznej NASA Voyager 1 osiągnął 24 maja 2005 roku granicę heliosfery czyli powierzchni, na której zrównują się ciśnienia wiatru słonecznego i materii międzygwiezdnej. Obecna odległoość tej sondy jest około 100 razy większa od odległości Ziemi od Słońca.
Wszystkie te obiekty poruszają się tak żółwim tempem, jak na kosmiczne skale odległości, że dotrą do najbliższych gwiazd za kilka tysięcy lat. Trzeba mieć nadzieję, że wcześniej wymyślimy szybsze sposoby podróżowania.

Załogowe loty na Marsa

Zdjęcie powierzchni Marsa wykonane w styczniu 2004 roku przez amerykański pojazd Spirit, który wylądował na Marsie.

(pytanie tylko jakiej ilości) oraz pomyślne lądowanie pojazdu marsjańskiego Spirit i bliźniaczego łazika Opportunity spowodowało, że prezydent George Bush w styczniu 2004 roku ogłosił nowe plany podboju Marsa. Ma to nastąpić w 2030 roku. Plan jest bardzo ambitny: roboty polecą na Księżyc za 5 lat, człowiek na Księżyc za 15 lat, a podróż załogowa na Marsa za 30 lat.
Na początek nastąpi seria bezzałogowych lotów na Księżyc. Roboty mają tam przez najbliższe lata zbierać informacje i przygotować grunt pod pierwszą od ponad trzech dekad misję załogową. Astronauci mieliby tam zawitać do roku 2020. Do tego czasu powstałaby tam prowizoryczna baza, która z czasem stałaby się pierwszą ludzką kolonią poza Ziemią. W ciągu kolejnych lat baza zostałaby rozbudowana i zasiedlona przez naukowców przygotowujących misję na Marsa. Prezydent USA chce, by człowiek postawił nogę na Czerwonej Planecie około roku 2030. Cały program kosztować ma 150 mld dolarów.
Dzień po ogłoszeniu przez prezydenta Busha śmiałych planów podboju kosmosu okazało się, że podobne zamiary mają Rosja, Europa Zachodnia i Chiny.
Leonid Gorszkow, konstruktor rakiety Energia, która niegdyś wynosiła rosyjskie promy Buran stwierdził, że w dziesięć lat Rosja może wysłać załogową ekspedycję na Marsa. Jego zdaniem będzie to kosztować 15 mld dolarów, a więc dziesięć razy mniej, niż szacują Amerykanie. Ale skąd Rosja znajdzie na to pieniądze skoro brakowało ich już na budowę rosyjskich modułów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS)?
Również Europejska Agencja Kosmiczna w programie Aurora zakłada lot ludzi na Księżyc i Marsa do 2030 roku.
Prawdziwym rywalem Ameryki mogą stać się jednak Chiny, które wyrosły na kosmiczną potęgę. W zeszłym roku umieściły na orbicie swego pierwszego astronautę. Chińczycy zapowiedzieli, że ich celem jest Srebrny Glob. Do 2010 roku ma tam lądować ich misja (na razie bezzałogowa), wcześniej poleci satelita. Nie brakuje im na to środków, choć, jak oceniają Amerykanie, przeznaczają na loty załogowe tylko 2 mld dolarów rocznie.

Czy możliwa jest podróż człowieka na Marsa?

Amerykański pojazd Spirit na powierzchni Marsa.

Na temat lotów załogowych na Marsa wypowiadają się specjaliści chemii radiacyjnej. Podają szereg zagrożeń w czasie długotrwałych podróży kosmicznych. Nie negują oni konieczności eksploracji Marsa, która musi być i będzie dokonywana ale bez nadziei odkrycia śladów Życia, i bez obecności Człowieka na jego powierzchni. Ogłoszenie programu dalekich i długotrwałych lotów człowieka wydaje się jedynie decyzją polityczną. Poniżej znajduje się kilka uwag pochodzących z artykułu Zbigniewa P. Zagórskiego zamieszczonego w Postępach Techniki Jądrowej nr 47/2004. Podobne opinie głoszą pracownicy Instytutu Badań Jądrowych w Świerku.
Promieniowanie
Dawka tła promieniowania jonizującego w czasie podróży łącznie z najkrótszym możliwym pobytem wyniesie ponad 1 Sv. Dawka śmiertelna dla polowy napromieniowanej populacji wynosi 5 Sv. Jest to tylko minimalne tło, do którego dochodzą nieprzewidywalne błyski gamma z przestrzeni galaktycznej oraz wybuchy na Słońcu, wytwarzające groźne strumienie protonów. Osłona przed tym promieniowaniem, która jak na Ziemi, musiałaby mieć grubość równoważną 10 metrom betonu, jest niemożliwa. Niektórzy entuzjaści dopuszczają możliwość zwiększenia odporności człowieka na promieniowanie jonizujące przez podawanie mu środków zmniejszających te efekty. Były one opracowywane dla napromieniowań (w terminologii medycznej naświetlań) onkologicznych (ochrona tkanki zdrowej), a także rozważane przez kręgi wojskowe w celu uodpornienia wojska w czasie wojny nuklearnej. Wydaje się to nierealne, niemniej wysiłki w tym kierunku trwają. Okazało się, że promieniowanie to nie tylko nieodwracalnie uszkadza organizm człowieka, ale działając przez dłuższy czas, powoduje rozpad nieożywionych obiektów, takich jak teflon, o czym dotkliwie przekonali się konstruktorzy Teleskopu Hubble'a.
Atmosfera Marsa jest około 120 razy rzadsza od ziemskiej i też nie zapewni ochrony radiologicznej. Odpowiada to warstwie betonu o grubości 10cm (atmosfera ziemska pochłania tyle co 10m betonu).
Również wszelkie mikroby są wrażliwe na promieniowanie. Nie można mieć nadziei, że przeżyły one na Marsie lub dotrą do nas z kosmosu.
Problemy z oddychaniem

Zdjęcie powierzchni Marsa wykonane w styczniu 2004 roku przez amerykański pojazd Spirit.

Do tej pory niezbadane są efekty zdrowotne oddychania powietrzem statku bądź pomieszczeń na Marsie, również napromieniowanych w sposób ciągły, i na skutek tego obciążonych dużym stężeniem jonów azotu, ozonu i innych produktów wtórnych radiolizy. W najbliższej przyszłości dopiero powstaną komory, w których można symulować warunki panujące w przestrzeni kosmicznej i badać pośrednie i bezpośrednie działanie napromieniowanego powietrza na organizmy.
Brak wystarczających ilości wody
Woda z Marsa najprawdopodobniej . Nadzieje na znalezienie wody na Marsie, nawet w wyniku głębokich wierceń, są płonne. Woda w warunkach prawie próżni dawno już pewnie wyparowała. Taki proces stosuje się w przemyśle farmaceutycznym osuszania metodą odparowywania roztworów ze stanu zamrożonego, w próżni (metoda liofilizacja).
Dużym problemem będzie więc zapewnienie dostatecznych ilości wody. Człowiek potrzebuje minimum dwa litry wody dziennie, co dla misji trwającej dwa lata oznacza półtorej tony dodatkowego (oprócz żywności) transportu na każdego uczestnika. Transport taki jest nierealny, nawet zakładając częściowy obieg zamknięty. Dodatkowo dochodzą potrzeby higieniczne. Nie można liczyć na takie ułatwienia, jak wstrzykiwanie. przynajmniej na część czasu podróży, odpowiedniego (jak u niedźwiedzi) hormonu zapewniającego zapadanie w sen zimowy, który nie wymaga odżywiania się. Równie nierealne dla człowieka byłoby wytworzenie takich przemian gospodarki skóry, by mycie było niepotrzebne.
Warunki klimatyczne
Na Marsie temperatura jest ujemna i w nocy spada do kilkudziesięciu stopni poniżej zera. Nie wydaje się, by można było opracować kombinezony, które pozwoliłyby wytrzymać takie warunki.
Długotrwałe przebywanie w stanie nieważkości (marsjańska misja trwałaby 3 lata) powoduje jeszcze inne zagrożenia, jak demineralizacja kości, problemy naczyniowo-sercowe, zanik mięśni i utrata odporności fizycznej i psychicznej.
Wnioski
Niedalekie podróże podkosmiczne są możliwe bez narażenia zdrowia załogi. Podróże po systemie słonecznym, a tym bardziej galaktyczne załogą, niestety nie, ponieważ nie mamy możliwości energetycznych przeniesienia grubych osłon radiologicznych. Trzeba rozwijać jedynie loty bezzałogowe.