Kolonizacja Marsa

Pierwsi astronauci spędzą na Marsie półtora roku i wrócą, gdy tylko konfiguracja planet taki powrót umożliwi. Jednak z czasem, w miarę rozwoju bazy i poprawy warunków życiowych na Marsie, niektórzy zdecydują się wydłużyć okres pobytu na Czerwonej Planecie i zostać tam przez wiele lat. Z pewnością kierownictwo programu będzie do podobnego zachowania zachęcać poważnymi korzyściami finansowymi, ponieważ większość kosztów misji wiąże się z transportowaniem ludzi w obie strony. Im dłużej będzie funkcjonować marsjańska baza, tym potrzebniejsze stanie się opracowanie technologii jak najtańszego transportu międzyplanetarnego. Może do tego dojść albo w wyniku działalności rządowej lub konkurencji prywatnych przewoźników na rynku transportu międzyplanetarnego. Gdy już na powierzchni Marsa przebywać będą ludzie, podróż i pobyt na planecie staną się jeszcze tańsze. Z czasem do baz przybywać będzie coraz więcej ludzi, więcej osób będzie też przedłużać swój pobyt, dzięki czemu populacja marsjańskich baz zacznie przypominać ludność miasteczek - a w końcu staną się one miastami. Będzie to początek kolonizacji Marsa.

Poniżej zamieszczamy opis metod zaludnienia Czerwonej Planety oraz jej terraformowania, realizowanych według scenariusza przedstawionego w książce Roberta Zubrina i Richarda Wagnera "Czas Marsa - Dlaczego i w jaki sposób musimy skolonizować Czerwoną Planetę".

 URANOS  Spis treści  POLSKA  PRZEWODNIK  Układ
 Mars  Dane  Na Marsa  Baza  Towarzystwo  Odsyłacze

Osadnictwo na Marsie     Transport kolonistów

Źródła dochodu Terraformowanie Marsa

Osadnictwo na Marsie

Kolonizacja Czerwonej Planety polegać będzie głównie na wysyłaniu dużych grup ludzi i znacznych ilości towarów do nowo powstałych koloni. Obecne koszty transportu międzyplanetarnego skłaniają do traktowania perspektyw kolonizacji Marsa jako nieosiągalnych wizji, jednak już dziś można prowadzić kolonizację poprzez agencje rządowe. Przy pomocy rakiet nośnych o udźwigu podobnym do tego, jakim dysponowały księżycowe rakiety Saturn V i termicznych silników jądrowych, można wysłać na Marsa pojazd kosmiczny o masie 70 ton. Pojazd ten mógłby w siedem miesięcy przewieźć na Czerwoną Planetę ponad dwadzieścia osób, wraz z niezbędnymi narzędziami i zapasami. Po wylądowaniu na Marsie i rozładowaniu statku, koloniści zamieszkaliby wewnątrz niego. Zatem przy pomocy jednego startu rakiety nośnej będzie można wysłać na Marsa zarówno kolonistów, jak i niezbędne narzędzia i pomieszczenia mieszkalne. Gdyby każdego roku startowało kilka rakiet nośnych, w ciągu kilkudziesięciu lat na Marsie powstałoby społeczeństwo liczące dziesiątki, a nawet setki tysięcy ludzi. Za cenę kilku miliardów dolarów rocznie, każde większe państwo może zasiać ziarna przyszłej ludzkiej cywilizacji na Czerwonej Planecie. By jednak Mars mógł wykorzystać energię licznych, dynamicznych emigrantów, konieczne jest obniżenie kosztów transportu międzyplanetarnego do poziomu, który byłby do zaakceptowania dla indywidualnych osadników.

Transport kolonistów

Rozwój marsjańskiej bazy a następnie kolonizacja Czerwonej Planety wymagać będą opracowania tańszych metod transportu ludzi i towarów na ziemską orbitę i dalej - współczesne rakiety jednorazowego użytku są zbyt drogie, by przy ich pomocy prowadzić kolonizację na większą skalę. Opracowywane i testowane obecnie nowoczesne systemy transportu kosmicznego umożliwią obniżenie kosztu wysłania ładunku na orbitę o rząd wielkości w porównaniu z używanymi dotychczas rakietami i promem kosmicznym. Rakiety wielokrotnego użytku, rakiety jednostopniowe, pojazdy z silnikami przelotowymi, a w przyszłości napęd laserowy i kosmiczne windy zapewnią tani transport z Ziemi na niską orbitę. Do transportu między orbitą ziemską i marsjańską posłużą pojazdy z silnikami jonowymi, żaglowce słoneczne i magnetyczne oraz rakiety jądrowe. Transport na i z powierzchni Marsa zapewnią pojazdy marsjańskego systemu transportowego.

Obniżenie kosztów wysyłania ludzi na Marsa nastąpi również w wyniku ograniczenia masy zapasów na drogę, które musi zabrać ze sobą kolonista. Będzie to możliwe dzięki budowie pasażerskich statków kosmicznych, krążących pomiędzy Marsem i Ziemią po specjalnych trajektoriach, zapewniających minimalne zużycie paliwa (wykorzystanie takich trajektorii pierwszy raz zaproponował Ary Szternfeld, polski uczony pracujacy w ZSRR). Podróżujący w takich statkach ludzie będą żyli w środowisku o zamkniętym obiegu materii, dzięki czemu zapotrzebowanie na zapasy z Ziemi będzie minimalne.

Źródła dochodu

Przez bardzo długi czas koloniści marsjańscy będą uzależnieni od dostaw produktów z Ziemi, szczególnie zaawansowanych technologicznie. Za importowane towary trzeba będzie czymś zapłacić, dlatego konieczne jest znalezienie źródeł dochodów, pozwalających utrzymać świeżo powstałą marsjańską społeczność. Ze względu na złożoną historię geologiczną Marsa można się spodziewać występowania na nim złóż rud metali i innych kopalin, których stężenia powinny być znacznie wyższe niż na wyeksploatowanej przez tysiące lat prac górniczych Ziemi. Uwzględniając koszt transportu z Marsa na Ziemię, już przy użyciu dzisiejszych metod opłacalny byłby eksport surowców o wartości równej lub większej od ceny srebra. Mars obfituje przynajmniej w jeden taki surowiec - jest nim deuter, występujący w stężeniu pięciokrotnie wyższym niż na Ziemi, posiadający wartość rynkową pięćdziesięciokrotnie wyższą od wartości srebra. Deuter używany jest obecnie do spowalniania neutronów w reaktorach jądrowych wykorzystujących uran naturalny, ale w przyszłości znajdzie zastosowanie jako surowiec energetyczny w siłowniach termojądrowych, a wtedy jego wartość rynkowa znacznie wzrośnie.

W przeciwieństwie do Księżyca i planetoid, Mars posiada atmosferę chroniącą powierzchnię planety przed promieniowaniem rozbłysków słonecznych, co umożliwia szklarniową uprawę roślin na wielką skalę. Stosunkowo niska prędkość ucieczki sprawia, że wyprodukowane na Marsie towary można wysyłać w kosmos znacznie łatwiej i taniej niż ma to miejsce w przypadku Ziemi. Dzięki tym właściwościom, Mars może stać się producentem żywności oraz prostych produktów przemysłowych na potrzeby osad górniczych w pasie planetoid i w innych nieprzyjaznych dla człowieka miejscach.

Terraformowanie Marsa

Mars pod względem panujących na nim warunków jest najbardziej podobnym do Ziemi globem Układu Słonecznego. Siła ciążenia, długość doby, przemienność pór roku, odległość od Słońca - wszystkie te parametry posiadają wartości akceptowalne przez ziemskie organizmy. Wyjątek stanowi marsjańska atmosfera, która jest zbyt rozrzedzona, by utrzymać na powierzchni Marsa wodę w stanie ciekłym oraz w miarę stałą temperaturę, posiada również nieodpowiedni dla ludzi i większości organizmów żywych skład.

Mimo że atmosfera Marsa jest rzadka, wielu naukowców uważa, że na planecie istnieją zasoby gazów wystarczające do jej znaczącego zagęszczenia. Marsjańskie czapy polarne zawierają duże ilości zestalonego dwutlenku węgla, który po uwolnieniu zwiększyłby gęstość atmosfery kilkukrotnie. Następna porcja dwutlenku węgla zawarta jest w regolicie, luźnym materiale skalnym pokrywającym powierzchnię planety. Wydzielenie gazu z czap polarnych i regolitu mogłoby podnieść ciśnienie przy powierzchni Marsa nawet do 500 hPa, czyli do poziomu jaki panuje na Wyżynie Tybetańskiej. Już przy połowie tej wartości ludzie będą mogli przebywać na powierzchni bez skafandrów kosmicznych, korzystając jedynie z prostej aparatury do oddychania. By doprowadzić do wyparowania czap polarnych, a następnie wydzielenia się dwutlenku węgla z regolitu, należy podnieść temperaturę panującą na Marsie, szczególnie w okolicach biegunów. Można tego dokonać kilkoma różnymi metodami - poprzez umieszczenie na orbicie luster ogrzewających powierzchnię, produkcję gazów cieplarnianych w fabrykach chemicznych lub z wykorzystaniem zmodyfikowanych genetycznie bakterii.

Wyparowanie czap polarnych
Terraformowanie Marsa przebiegać będzie etapami. Najpierw wyparują czapy polarne, podnosząc ciśnienie do poziomu ok. 50-100 hPa, oraz zwiększając naturalny efekt cieplarniany. Parowanie czap polarnych można spowodować poprzez pokrycie ich pochłaniającym promieniowanie słoneczne materiałem (np. sadzą), lub też umieszczając na orbicie zwierciadła kierujące dodatkowe światło na obszary biegunowe. Po odparowaniu czap polarnych uwolniony dwutlenek węgla spowoduje wzrost temperatury atmosfery, co z kolei przyczyni się wydzielania gazu z regolitu.

Wydzielenie CO₂ z regolitu
O ile pierwsza faza (tzn. wyparowanie czap polarnych) potrwa kilka lat, to wydzielanie gazu z regolitu może potrwać całe stulecia, a nawet dłużej. Prędkość wydzielania się dwutlenku węgla z regolitu zależy od tempa, w jakim ciepło będzie przenikać pod powierzchnię planety. Przyspieszenie ogrzewania pokładów regolitu można uzyskać poprzez ostarczenie dodatkowej energii, np. przez ogrzewanie powierzchni zwierciadłami orbitalnymi lub poprzez podziemne eksplozje nuklearne.

Produkcja tlenu
Ostatnim etapem będzie zmiana składu atmosfery w taki sposób, by nadawała się ona do oddychania. Proces ten będzie polegał na produkcji tlenu z atmosferycznego dwutlenku węgla z wykorzystaniem procesu fotosyntezy. Z początku tlen będzie wytwarzany przez bakterie i proste organizmy roślinne, potrafiące przetrwać w atmosferze beztlenowej. Gdy zawartość tlenu w atmosferze osiągnie około 1 hPa, możliwe będzie wprowadzenie wyżej rozwiniętych roślin. Przekształcenie marsjańskiej atmosfery w zdatną do oddychania potrwa najprawdopodobniej tysiące lat, jednak dzięki prostej aparaturze wykorzystującej sita molekularne, oddychanie tlenem atmosferycznym możliwe będzie nawet przy stosunkowo niewielkiej zawartości tlenu w atmosferze.

Początek strony  Spis treści strony

Witrynę utrzymuje "Grupa URANOS"
Komentarze, opinie: kontakt@uranos.eu.org
Ostatnie uaktualnienie: 14.V.2002