W przygotowaniach do podróży na Marsa.
Poniżej przedstawimy niektóre z przeszkód, z którymi walczą naukowcy, aby móc doprowadzić do osiedlenia ludzkości na Czerwonej Planecie.
Mark Watney znalazł się na Marsie. Jest rok 2035, a członkowie jego załogi, myśląc, że jest martwy, pozostawili go podczas ewakuacji z Czerwonej Planety. Staje twarzą w twarz z mijającymi latami, próbując przetrwać w obliczu promieniowania, burz i braku jedzenia.
Ten ostatni problem okazuje się być przeszkodą możliwą do rozwiązania. Watney jest botanikiem. Udaje mu się znaleźć sposób na wyhodowanie ziemniaków. Sadzonki ziemniaków pochodzą z jego kolacji z okazji Święta Dziękczynienia. Woda pochodzi z resztek paliwa rakietowego. A jego „kupa” staje się nawozem.
Ten scenariusz, z książki i filmu “Marsjanin“, jest fantastyką naukową. Opiera się jednak na faktach. NASA badała ziemniaki w latach 80. i 90. jako potencjalną uprawę dla ludzkich misji kosmicznych. I choć nikt jeszcze nie uprawia ziemniaków na Marsie, naukowcy już opracowują narzędzia do uprawy roślin w kosmosie.
W jakim celu? Ludzie prawdopodobnie będą podróżować na Marsa już w przeciągu kilkunastu lat. NASA poinformowała, że planuje wysłać ludzi na Marsa w latach trzydziestych XXI wieku. A prywatna firma kosmiczna SpaceX może wysłać swoją pierwszą załogową misję na Marsa już w 2024 roku.
Przeprawienie ludzi na Marsa jest znacznie większym wyzwaniem niż przeniesienie ich na Księżyc. Aby to zrobić, najpierw musimy rozwiązać wiele problemów. Dotarcie do Marsa to tylko jeden z nich. Następnie musimy dowiedzieć się skąd będzie pochodziło nasze jedzenie i woda. Organizatorzy takich misji muszą także rozgryźć w jaki sposób podróżni otrzymają narzędzia, których mogą nagle potrzebować, gdy znajdą się w odległości milionów kilometrów od najbliższego sklepu narzędziowego. To ogromne przedsięwzięcie, ale naukowcy na całym świecie już nad tym pracują.
„Kosmiczni rolnicy”
Dzisiejsi kosmonauci nie wybierają się na Księżyc ani na Marsa; lecą na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Jej orbita znajduje się 381 kilometrów ponad powierzchnią Ziemi. Tam astronauci żyją od tygodni do miesięcy. Do ich zadań należy przeprowadzanie eksperymentów i testowanie sprzętu, który może być przydatny w przyszłych misjach na Księżyc, asteroidy czy Marsa. Gdybyś dzisiaj odwiedził ISS, prawie wszystko, co tam zjesz, zostało wysłane z Ziemi. Wyjątkiem są zielone rośliny liściaste. Są to pierwsze pokarmy hodowane w ISS.
Jest wiele powodów, dla których NASA chce nauczyć się uprawiać warzywa w kosmosie. Poza zapewnieniem świeżej żywności dla astronautów, rośliny mogą zapewnić wsparcie dla życia poprzez recykling powietrza i wody. “Istnieje także korzyść psychologiczna, którą mogą mieć rosnące rośliny” – mówi Gioia Massa. Jest naukowcem zajmującym się roślinami i szefem Veggie Project w NASA w Kennedy Space Center w Cape Canaveral, Fla.
Podczas gdy ogród warzywny jest na razie niewielki, w końcu może okazać się przydatnym źródłem pokarmu dla astronautów podczas długich misji kosmicznych – lub kolonii na Marsie.
Konstruowanie szybszego silnika
Dotarcie do ISS z Ziemi trwa mniej niż jeden dzień. Podróż na Marsa może pochłonąć prawie rok oraz ogromną ilość paliwa. Silniki chemiczne używane do wystrzeliwania rakiety w kosmos z ognistym podmuchem nie są odpowiednie w napędzaniu statku kosmicznego na inną planetę. Bez stacji benzynowych, które znajdują się między nami a Marsem, “trzeba zabrać ze sobą całe paliwo” – mówi Bill Emrich, który jest inżynierem nuklearnym z NASA w Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville, Ala. “Jeśli chcemy tego dokonać, potrzebujemy silnika, który będzie pracował znacznie dłużej na mniejszej ilości paliwa. Aby to osiągnąć, musimy skierować się ku energii jądrowej. Właściwy silnik może przyjmować bardzo lekki gaz, taki jak wodór, i ogrzewać go do bardzo wysokich temperatur w reaktorze jądrowym. Ten podgrzany gaz jest rozpylany z tyłu przez dyszę, co nadaje odrzut statku kosmicznemu. Im wyższą temperaturę może uzyskać gaz, który następnie wydobywa się z dyszy, tym jest on bardziej wydajny” – wyjaśnia Emrich. “Również, im lżejszy jest gaz, tym silnik jest bardziej wydajny.”
Drukowane narzędzia
Astronauci zmierzający na Marsa będą musieli zabrać ze sobą prawie wszystko, czego będą potrzebować. Mogliby zebrać trochę surowców z Czerwonej Planety. Ale potem będą potrzebować jakiegoś sposobu na ich użycie. “Musimy być znacznie bardziej niezależni od Ziemi” niż na misjach odbywających się bliżej domu – mówi Niki Werkheiser. Podobnie jak Emrich, ona również pracuje w Marshall Space Flight Center w NASA.
Astronauci w ISS mają podobne problemy. Jeśli ktoś potrzebuje specjalnego narzędzia, może czekać kilka miesięcy lub dłużej na następną misję uzupełnienia zapasów. Werkheiser ma nadzieję to zmienić. Jest wiodącym naukowcem dla programu, który wprowadza druk trójwymiarowy w kosmosie. Dzięki druku 3D astronauci mogą budować potrzebne im narzędzia jednym naciśnięciem przycisku.
W przypadku ISS drukowane narzędzia mogłyby zaoszczędzić czas i pieniądze. Ale takie drukarki oferują także inne korzyści. Wiele narzędzi i gadżetów wysyłanych w kosmos na rakietach jest wykonanych z mocnych materiałów. Aby przetrwać przeciążenia związane z wystrzeleniem, są one również wzmacniane. Gdyby były drukowane w przestrzeni kosmicznej, mogłyby być lżejsze i cieńsze, z większą ilością miejsca na elektronikę, komponenty naukowe lub inne elementy. Takie narzędzia do samodzielnego wykonania mogą być nawet koniecznością podczas misji na Księżyc lub Marsa, gdzie dostawa części zamiennych może nie być możliwa.
zespół Asy Programowania
