Budućnost u svemiru

Četvrtak, 10. prosinca 2009. u 08:36 sati

Bilo bi neozbiljno raspravljati o tome što će se dogoditi u daljoj budućnosti, to nitko ne može sa sigurnošću predvidjeti osim nekih općenitih tvrdnji. Stoga ću se ograničiti na budućnost do kraja 21. stoljeća. Što se tiče čovjekova osobnog boravka u svemiru, otkako je 4. listopada 1957. godine Korolev otvorio vrata svemira, ona se svako malo otvaraju s tendencijom da se više nikada ne zatvore do kraja. Čovjek je naučio kako se služiti njima i sada ih sve češće koristi. Tako će biti i u budućnosti. Vrata više nisu problem. Sada treba naučiti kako preživjeti iza tih vrata. Nesumnjivo će i to naučiti, ali pitanje je koliko će to trajati. Nije problem lansirati rakete u Zemljinu orbitu ili poslati letjelicu prema zvijezdama. To radimo danas rutinski. Problem je (ponovo) doći na Mjesec. Ne vjerujete? Osvrnimo se malo oko sebe i pogledajmo što imamo i što nam treba.


Posada Apollo 8 snimila je ovu legendarnu fotografiju izlaska Zemlje iznad
mjesečevih kratera. © Image Credit: NASA

Kada su ljudi (Amerikanci) kročili na površinu Mjeseca, prije četrdeset godina, nisu imali naprednu tehnologiju kojom danas raspolažemo, no imali su gotovo neograničena financijska sredstva za ostvarenje tog cilja i imali su žarku želju spasiti američki ponos. Jedno s drugim dalo je rezultate. Četrdeset godina kasnije, naša civilizacija nema ni jedno ni drugo. Sredstva su jako ograničena, a nema niti potrebe spašavati bilo čiji obraz ili ponos. Vremena su se promijenila, a to se odražava na čovjekov boravak u svemiru. Danas Amerikanci nemaju raketu koja bi bila u stanju ponijeti jednog jedinog čovjeka u svemir, izuzmemo li program space shuttle koji će za godinu-dvije prestati postojati zauzimajući svoje zasluženo mjesto u povijesti. Ne riješe li taj problem, u svemir će putovati kao partneri s Rusima, u raketama tipa Sojuz, koje se decenijama nisu gotovo uopće mijenjale, jer su tako vrhunski konstruirane da za time nije bilo potrebe. Je li to sramota za američku naciju? Mislim da nije. To je samo privremeno stanje. Radi se na povratku čovjeka (i Amerikanaca) na Mjesec. Program se zove Constellation. Realno gledajući, nikuda nam se ne žuri. Svemirska utrka je davna prošlost. Sada su došla druga vremena, rekao bih - praktičnija. Povratak na Mjesec nije više stvar prestiža. Sada će to biti puno konkretniji početak nečega puno većega. Na Mjesecu će se ostati. Počinje kolonizacija.


Sličnosti programa Constellation s programom Apollo, od Zemlje do Mjeseca i natrag po istim principima.

Ostavimo put na Mars po strani, on je još jako daleko od realizacije. Da bi se tamo moglo otići, prvo se treba pripremiti. U tu svrhu Mjesec je više nego idealan. Znači, da bi se ljudi vratili na Mjesec trebaju im barem dva različita transportna sustava koji će se kasnije u raznim inačicama koristiti u te svrhe. Dakle, kada gledamo malo u povijest, vremenski rokovi tu ne igraju neku značajnu ulogu. Došli na Mjesec za 5 ili 15 godina, nije uopće važno. Važno je to da kada se budemo uputili tamo, budemo sasvim spremni i da imamo transportere koji će moći udovoljiti svim izazovima koji će se pred njih postaviti. Nije isto nešto konstruirati za podići u orbitu Zemlje i za put do Mjeseca. Da nije tako, onda bismo govorili da imamo neograničene resurse, ili još gore, da ne znamo s njima racionalno raspolagati. Saturn V je trebao astronaute ispaliti do Mjeseca i vratiti natrag. Constellation je puno više od programa Apollo i toga su svjesni svi koji su se prihvatili posla njegovog oživotvorenja. I zato će se ići postepeno, sporije, kompliciranije, svakako će biti skuplje ali i puno moćnije nego u programu Apollo. Sada se ide za ozbiljno. U igri je budućnost i ne smije biti grešaka.


111 metarska Raketa Saturn V, prije 40 godina 
odnijela je prve ljude na Mjesec

Zemljani (namjerno nisam napisao Ameri) ovoga trenutka jednostavno nemaju alternativu i tehnologiju kojom bi mogli udovoljiti tom cilju. Trebaju ju tek razviti i to rade. Razvoj je uvijek najskuplji dio igre. U ovome slučaju to se mora napraviti potpuno ispočetka. Vrijeme u kojemu živimo to zahtjeva od nas. Program Apollo je sasvim zastario iako su ideje još uvijek svježe. Onako kako su to radili naši djedovi više se ne može raditi. Sada to treba napraviti drugačije, treba nadograditi njihova iskustva i znanja, prilagoditi ih budućnosti, a ako to zahtijeva dva transportna sustava poput Aresa i Oriona, koji će služiti ne samo za transport ljudi nego i logistike, to onda ne može dobro raditi jedna jedina raketa. Tek to bi bilo preskupo i vjerojatno nemoguće za izvesti. Letjelice koje treba izbaciti do Mjeseca biti će sve teže, veće i glomaznije. To se ne može napraviti jednom jedinom raketom "katicom za sve". Današnja tehnologija ima svoje granice preko kojih nije moguće ići. Treba izmisliti nešto drugačije. E u tom pravcu ide Constellation. Pazite, ne znači da će program Constellation zaista biti proveden, može biti i nekakav drugačiji, ali princip je isti za sve.


Ispitna kapsula Orion koja bi u budućnosti trebala nositi astronaute. © Image Credit: NASA

Osim Amerike, na Mjesec pretendiraju i druge nacije, a tu treba spomenuti Kinu. Mnogoljudna zemlja ozbiljno radi na tom projektu i vjerojatno će biti druga svemirska sila koja je poslala svojeg čovjeka na Mjesec. Kada će se to dogoditi? Vjerojatno u idućih dvadesetak godina. U to vrijeme ljudi će (bez obzira na nacionalnost) početi nastanjivati našeg nebeskog susjeda, ali ovaj puta će tamo i ostati, kao pioniri koji su započeli logičan slijed razvoja i života u svemiru. Što se tiče Mjeseca, logičan slijed razvoja je gradnja mjesečevih baza. Isprva će to biti male znanstvene baze koje će trebati iznaći odgovore na mnogobrojna pitanja, a u njima će započeti projekti istraživanja i razvoj tehnologija koje danas ne postoje na Zemlji. Tvrdnje koje kažu da će ljudi putovati na Mars za dvadesetak godina, držim potpuno neozbiljnima i nerealnima. Pogledajte samo koliko nam je trebalo da dođemo do razine da ozbiljno prionemo poslu s ciljem povratka na Mjesec.


Planet Mars kako ga je snimio svemirski teleskop Hubble. © Image Credit: HubbleSite

Vernher von Braun i naši djedovi koji su s njime ostvarili nemoguće, nisu bili budale. Budale su bili oni koji su dozvolili da to sve stane. I sada se nalazimo u situaciji da moramo ponovo otkrivati toplu vodu. Imamo toliko moćna računala o kakvima su prije četrdesetak godina ljudi mogli samo maštati, a ta računala nisu u stanju pročitati zapise na magnetnim trakama koji su nastali u vrijeme programa Apollo. Nisu kompatibilni. I nemamo računala kakva smo imali onda. A, zašto je to bitno? Pa zato što moramo sve ispočetka, podaci koje su letjelice prikupile onda na Mjesecu, vrlo su važni za projekte koji se planiraju. Imamo ih ili smo ih imali i dozvolili da nestanu. I što sada? Moramo ih ponovo prikupljati, a to nije jeftino. To je uostalom i razlog zašto je toliko letjelica u zadnjih nekoliko godina upućeno prema Mjesecu, a u pripremi ih je još. Dva puta radimo isti posao, s odmakom od 40-50 godina. Jer, sada se radi o ljudima, njihovim životima i zdravlju.

Nije bio problem tjedan dana putovati do Mjeseca, boraviti gore i vratiti se natrag, sada će astronauti gore ostati najmanje 6 ili više mjeseci prije nego se vrate na Zemlju kada ih zamjeni nova posada. Za to se pripremaju astronauti na svemirskim postajama. Istražuje se kako zračenja i dugo bestežinsko stanje utječu na čovjeka. ISS je jedan od takvih projekata. No, Mjesec nema atmosferu koja štiti od opasnog i štetnog zračenja kao što je to na Zemlji, niti jako magnetno polje. Uvjete na površini Mjeseca snimali su instrumenti koje su na sebi nosile letjelice koje su se spustile na njegovu površinu. Mjerili su ih i instrumenti koje su ljudi tamo odnijeli. I sada, većina tih zapisa na magnetnim trakama je nestalo, zagubljeno je ili uništeno. Nitko se nije potrudio spasiti ih. Treba ih ponovo prikupiti na licu mjesta - na Mjesecu. A to je skupo.

Zatim, kada se ljudi vrate na Mjesec trebat će pronaći načine kako savladati probleme koji se pred njih postavljaju. Jedan od njih je mjesečeva prašina, regolit, izuzetno agresivna tvar koja ima sposobnost uništavati brtve vrata, odijela i vozila. Ošteti li se brtva, kisik istječe u svemir. To se ne smije dogoditi. To je pitanje života i smrti. Do sada nije poznato kako regolit obuzdati i eliminirati ga. A on je posvuda. Zatim, tu je i problem opskrbe kisikom, vodom i gorivom. Najskuplje ih je na Mjesec dopremati sa Zemlje. Danas znamo da se do tih komponenti može doći izdvajajući ih iz tla i stijena, no za to je potrebna tehnologija i energija koje nemamo na bacanje. To treba primijeniti na Mjesecu. Dakle, treba ju razviti, primijeniti u stvarnosti na Mjesecu. Izuzetno teška zadaća.


Astronaut skida kameru s letjelice Surveyor 3 koja se na Mjesec spustila 2 godine ranije.
U pozadini se vidi lunarni modul Apollo 12. © Image Credit: NASA

Najnovija istraživanja pokazuju da na Mjesecu postoji voda na polovima, u dijelovima kratera na koje sunčeve zrake nikada nisu stigle. Dakle, treba ići tamo i prikupiti vodu, i obraditi je da bude za upotrebu. To je nevjerojatno kompliciran posao koji će zahtijevati vremena i novca da bi se mogao realizirati do te mjere da bi bio od koristi. To neće moći Amerikanci sami niti bilo koja druga nacija samostalno. To će biti posao za cjelokupno čovječanstvo. A samo smo zagrebli vrh sante tih problema. Na ISS ako nešto pođe po zlu, astronauti se mogu spasiti u roku nekoliko sati, prvenstveno u smislu evakuacije sa same postaje nego kao čekanje da im stigne pomoć sa Zemlje. Pođe li nešto kamo ne treba, do Mjeseca će spasilačke ekipe moći stići za tri dana, i to u idealnim uvjetima, prije će biti tjedan ili više dana.

Primijenimo to sada na Mars, ništa ispod godine dana ne treba očekivati i to u najboljem scenariju. Da bi se samo dio ovoga ostvario, trebat će golemi kapital, kako u novcu tako i ljudstvu. To države neće moći same financirati bez pomoći privatnih tvrtki i korporacija. To će se sigurno dogoditi jer će ulazak privatnog kapitala u svemirsku industriju pojednostaviti i pojeftiniti cijeli projekt istraživanja. Već sada se to polako događa, a u budućnosti će to biti pretežiti način financiranja. To će se najbolje uočiti u povećanju broja svemirskih turista, gradit će se cijeli kompleksi u Zemljinoj orbiti za boravak ljudi željnih svemirske avanture.

Što više ljudi, to niže cijene, što više konkurencije to bolja kvaliteta, svemirski brodovi i rakete proizvodit će se serijski i tako smanjiti cijena njihove proizvodnje. Svemirska industrija će procvjetati, a svi će od toga na kraju imati koristi, put u Zemljinu orbitu postat će pristupačan svim ljudima, a da ne moraju nužno biti astronauti. Uspostaviti će se linije Zemlja - Mjesec, svakih nekoliko mjeseci na Mjesec će se dostavljati tehnika, opskrba, ljudstvo. Znanstvenici i stručnjaci svih profila putovati će na Mjesec i smjenjivati svoje kolege u mjesečevim bazama. Sada ljudi trebaju ponoviti avanturu zvanu Put na Mjesec, doduše malo drugačije, ali riješit će i te probleme, a onda put do Mjeseca može biti uspostavljen, za "rutinske" letove od nekoliko puta godišnje, mislim da neće biti problema. To će najvjerojatnije biti također međunarodni projekt kao što je i ISS. Iskustva i znanja naučena na ISS primijenit će se na Mjesecu, a ono što nauče tamo, poslužit će na Marsu jednoga dana.


Lunar Rover, mjesečevo vozilo kojim su se astronauti vozili po
prašnjavoj površini Mjeseca. © Image Credit: NASA

Let ljudi na Mars neće se dogoditi u idućih pedeset godina, a vrlo vjerojatno ni u idućih sto. Zašto? Već sada se jasno vidi da je razvoj robotike otišao toliko daleko da strojevi samostalno borave godinama na Marsu obavljajući svakojake zadaće koje se pred njih postavljaju. I što je najvažnije, jeftini su i robusniji od čovjeka. Ne zahtijevaju cijelu popratnu logistiku koja treba ljudima. Ljudi su napravili strojeve koji imaju svoje vlastite izvore energije ili ju dobivaju od Sunca, ne zahtijevaju vodu, kisik, sustave za održavanje života i slično. A bivat će sve bolji i savršeniji. Poslove koje bi čovjek tamo odrađivao, roboti će napraviti bolje i brže. Oni su čovjekova prethodnica. Čovjek jednostavno tako skoro neće biti spreman na avanturu zvanu put na Mars. Prepreke su za čovjeka, sada i u bližoj budućnosti nepremostive.

Ljudi to danas jednostavno ne žele prihvatiti jer je filmska industrija zabave toliko savršena da obični ljudi više često ne razlikuju što je istina, a što fikcija, postali smo konzumenti filmske industrije ne razmišljajući previše o tome, nego to prihvaćamo zdravo za gotovo i dovodimo se u neugodne situacije zaboravljajući što smo učili u školi. Svjedočimo tome svaki dan. Prvo, nemamo pogone koji bi bili toliko dobri da bi ubrzali putovanje po svemiru. Nemamo warp niti nadsvjetlosni pogon. Imamo raketne motore na kemijsko gorivo koji su sve samo ne pogodni za dugotrajno putovanje. Razvit će se ionski motori, ali da bi bili zaista učinkoviti za nešto više od dugotrajnog pogona malih letjelica proći će još jako puno vremena.

Put na Mars ne može se poduzeti bilo kada, već onda kada se stvore uvjeti za to, a to je svake dvije godine otprilike kada se Zemlja i Mars nađu u takvom položaju da je isplativo poslati letjelicu na taj planet. Putovanje na Mars trajat će mjesecima. Putovanje natrag do Zemlje isto tako, a za povratak natrag trebat će čekati oko godinu dana za koje vrijeme će ljudi morati boraviti i preživjeti na Marsu. Dakle, recimo da će ta avantura u najboljem slučaju trajati tri godine za koje vrijeme ljudima treba osigurati hranu, vodu i kisik. Ne postoji letjelica niti pogon koji bi u skoroj budućnosti to bio u stanju izvesti, kao niti omogućiti čovjeku preživljavanje na negostoljubivom crvenom planetu. Troškovi bi u tom trenutku bili toliko skupi da ih nitko ne bi mogao financirati, tim više što se niti jedan dolar ne bi mogao vratiti ulagačima. Potpuno beskorisno, a riskantno do besmislenosti.


Viking 2 na Mars se spustio 1976. godine u područje Utopian Plan i poslao ovu sliku. © Image Credit: NASA

Evo banalni primjer. Višemjesečni boravak ljudi na Međunarodnoj svemirskoj postaji, u bestežinskom stanju, koja se nalazi unutar Zemljinog magnetskog polja koje štiti i Zemlju i postaju od smrtonosnog kozmičkog zračenja, a koje je nezaustavljivo u uvjetima otvorenog svemira kakav je u međuplanetarnom prostoru, dovodi do toga da se smanjuje koncentracija kalcija u ljudskim kostima, dolazi do atrofiranja mišića i mišićne mase kao i do smetnji u krvožilnom sustavu. Unatoč višesatnim fizičkim vježbama koje astronauti izvode svakodnevno, kada se vrate na Zemlju, nisu u stanju samostalno hodati ili raditi najjednostavnije poslove. Dakle, potrebna im je pomoć ekipe stručnjaka za prihvat i rehabilitaciju, kako bi se nakon višetjednih oporavaka vratili u normalno stanje i mogli funkcionirati kao prije polaska u svemir. A bili su nam tu pred nosom, 350 kilometara iznad glave. I još nismo uspjeli riješiti te probleme.

Sada si zamislimo devetomjesečni let do Marsa. U kakvom će fizičkom stanju biti astronauti kada stignu tamo? Neka su vježbali redovito i hranili se kvalitetno, a nema šanse da sa sobom ponesu hranu, vodu i kisik za 3 godine, bestežinsko stanje će učiniti svoje. Ne postoji način na koji bismo proizveli spomena vrijednu umjetnu gravitaciju na letjelicama, tako da otpada ideja o rotaciji letjelice tijekom putovanja. Da bi se to dogodilo ili bi letjelica trebala biti ogromnih razmjera ili bi se trebala vrtjeti tako brzo da bi se prije raspala nego stigla čitava do Marsa. I sada, spustimo svoje hipotetične astronaute na površinu Marsa. Što bi oni mogli raditi? Bespomoćno sjediti i gledati oko sebe, bili bi previše slabi za bilo što drugo, kosti bi im bile krhke do te mjere da bi postojala opasnost od lomova ekstremiteta pri velikim naprezanjima koja uostalom ne bi niti mogli izvesti. Ne bi mogli izaći iz letjelice, a kamoli kretati se po površini i postavljati instrumente, graditi bazu ili bilo što slično. Ne bi bilo ljudi koji bi ih tamo dočekali i pomogli im u rehabilitaciji i adaptaciji na nove uvjete. Tko zna što bi im učinilo zračenje na tom višemjesečnom putovanju? Imaju li uopće teoretske šanse da se živi vrate na Zemlju? Iskreno, to bi bio put u jednom smjeru, bez povratne karte! I tako, put na Mars vodit će izravno preko Mjeseca.


Marsovi roboti, manji je Soyourner (Pathfinder) na Mars se spustio 04.07.1997. godine, a veći je MER (Spirit i
Opportunity) koji su se na Mars spustili 03. i 24.01.2004. godine i još su u funkciji. © Image Credit: NASA

Kako sam već rekao, na Mjesecu će prvo trebati razviti tehnologije koje će omogućiti čovjeku put na Mars, a to neće biti skoro, pogotovo ne u 21. stoljeću. Jeftinije će biti razvijati robote koji će raditi na Marsu nego slati čovjeka. Čovjek će prvo trebati kolonizirati Mjesec, na Mjesecu će izvlačiti rudu, proizvoditi energiju, razvijati tehnologiju i stjecati znanja za budućnost, koja će se koristiti na Marsu. Da bi čovjek došao do Marsa, mora prvo savladati Mjesec. To će se događati u 21. stoljeću. Toliko o čovjekovom putovanju po svemiru.


Phoenix Mars Lander konstruiran je s ciljem da pronađe i potvrdi postojanje vode na Marsu. © Image Credit: NASA

Što se tiče svemirskih letjelica bez ljudske posade, dakle svojevrsnih specijaliziranih robota, Mars će i dalje, nakon Mjeseca, biti broj jedan. Istraživat će ga se iz orbite, letjet će se iznad površine kao i kotrljati po prašini i kamenju. Bušit će se ispod površine i prikupljati uzorci koji će letjelice ponekada donositi na Zemlju. Jednako će biti i s ostalim planetima, Venera će biti predmet istraživanja zajedno s Merkurom i Suncem. Jupiterov svijet istraživat će se kao i Saturnov, a biti će spuštanja robota na neke od njihovih prirodnih satelita, za što uostalom i sada postoje planovi. Asteroidni pojas će biti isto tako zanimljiv za istraživanje letjelicama, donosit će se uzorci na Zemlju jer ne zaboravimo, asteroidi su veliki izvor ruda. Izučavat će se i kometi, a biti će napravljeni i prvi eksperimenti skretanja kometa ili manjih asteroida s njihove staze kako bi se istražile mogućnosti djelovanja u slučaju takve potrebe, recimo kada se ustanovi da bi neko slično nebesko tijelo moglo doći u poziciju da se sudari sa Zemljom (zaboravimo 2012. godinu i budalaštine koje mediji pišu o smaku svijeta, te se godine neće ništa posebno događati u našoj svemirskoj blizini). Sve u svemu, biti će zanimljivo i u to će biti uključeno puno ljudi, kako ovdje, tako i ondje gore.

Oko Mjeseca će se uspostaviti mreža komunikacijskih satelita, nije isključeno da i oko Mjeseca ljudi naprave svemirsku postaju, a na drugoj strani Mjeseca postavit će se prvi znanstveni instrumenti koji će biti zaštićeni od utjecaja smetnji sa Zemlje. U svemiru će se postaviti veliki teleskopi, a biti će i onih koji će se nalaziti na drugoj strani Sunčeva sustava povezanih u svojevrsni veliki interferometar. Otkrit će se sva sila planeta oko drugih zvijezda, pa čak i planeti poput Zemlje, promatrat ćemo aktivnosti zvijezda kao što danas promatramo Sunčevu aktivnost. Naučit ćemo koristiti nove izvore energije, obuzdati nuklearnu energiju na nama prihvatljiviji način, (hladna fuzija ili nešto slično), električna energija pokretat će većinu vozila dok će se nafta sve manje koristiti u te namijene, kućanstva će imati svoje vlastite generatore za proizvodnju energije, bilo iz fotonaponskih ćelija, bilo nekih drugih izvora. Medicina će otići toliko naprijed da će proiznaći rješenja za liječenje danas neizlječivih bolesti. Razvit će se nove tehnologije i grane znanosti, a računala će biti doslovno u svakom proizvodu, na svakom mjestu pa i kao dijelovi ljudskog organizma. Genetika će napraviti veliki korak, a granica toga ne može se vidjeti. Čovjek će naučiti pretvarati gravitaciju u električnu energiju (ovo je jako hrabra tvrdnja, no mogu si ju priuštiti). I napokon, astronomija će se uvesti u školama kao redovan predmet!


Phoenix Mars Lander, spustio se na Mars 25.05.2008. i otkrio zaleđenu vodu odmah ispod površine.

Uglavnom, 21. stoljeće donosi nam velike promjene, kako u tehnologiji, tako i u istraživanju svemira, a najviše u načinu života. I sve to pod pretpostavkom da uspijemo preživjeti zajedno. Ne prijeti nam opasnost iz svemira nego od nas samih, jer smo skloni sve što naučimo, pretvoriti u oružje koje će se naravno, također usavršiti do neslućenih razmjera. I sada dolazimo do opstanka naše civilizacije, ljudskog roda kao takvoga. Mogu li civilizacije istraživati i putovati svemirom, i biti istovremeno agresivno i destruktivno nastrojene? Mogu li postojati rase poput onih iz filmova koje napadaju druge planete istrebljujući i pokoravajući ih? Mišljenja sam da ne mogu. Evo i zašto. To nije spojivo s razvojem i napretkom da prežive same sebe kako bi se mogli razviti do nivoa da se mogu otisnuti u putovanje svemirom. Agresivne civilizacije uništit će same sebe u međusobnim sukobima. Samo one koje mogu nadvladati taj neželjeni smjer razvoja biti će sposobne ulagati svoje resurse u znanost i napredak koji ih jedino može odvesti u (svemirsku) budućnost. Destruktivna agresivnost sigurno nije jedna od njih. Svemir je dovoljno velik za sve nas. No, to više ne spada u temu ovoga članka. Eto, to je moje osobno mišljenje o tome što će se događati u idućih stotinjak godina na Zemlji i u svemiru. Jesam li i koliko bio u pravu, vidjet ćemo na kraju stoljeća.
Kako se ono kaže - prvih sto godina je uvijek najteže :-)