Spatiul cosmic reprezinta viitorul omenirii care, daca vrea sa-si asigure supravietuirea ca specie, trebuie sa împinga mereu aceasta “ultima frontiera” spre zonele îndepartate ale sistemului solar, în prima faza si apoi spre alte stele. Dupa un an 2016 bogat în evenimente si descoperiri astronomice, în care puterile spatiale consacrate – SUA, Rusia si Europa – au testat noi tehnologii menite sa duca primii oameni pe Marte, anul 2017 a adus unele modificari “de nuanta” în legatura cu obiectivele programului spatial american, odata cu venirea la Casa Alba a lui Donald Trump, însa directia generala, orientata spre Planeta Rosie s-a mentinut si în acest an.
Viata pe Marte
Viata este principalul motiv pentru care ne pregatim sa mergem pe Marte. Fie ca este vorba de posibilitatea existentei unor organisme simple, extremofile, pe Planeta Rosie, fie ca este vorba despre necesitatea conservarii speciei umane aflata sub amenintare atât timp cât toate ouale se afla în acelasi cos numit Terra, drumurile exploratorilor spatiali trebuie sa treaca prin desertul înghetat al planetei Marte.
Conform unui studiu publicat în acest an, în a doua jumatate a lunii ianuarie, în revista Origins of Life and Evolution of Biospheres, microbii pot supravietui chiar si la presiunea redusa de pe Marte, nefiind exclusa existenta vietii pe aceasta planeta. Eventuala descoperire a vietii extraterestre pe Marte ar avea implicatii deosebite pentru astrobiologi pentru ca, daca doar în sistemul nostru solar s-ar afla doua planete pe care sa existe viata, ar însemna, probabilistic vorbind, ca întregul Univers musteste de viata.
În prezent, conditiile de mediu de la suprafata lui Marte – frigul extrem si ariditatea – sunt considerate prea dure pentru viata, dar oamenii de stiinta au descoperit numeroase dovezi conform carora, în urma cu miliarde de ani, Planeta Rosie era strabatuta de râuri si existau chiar si lacuri si mari. Si cum pe Pamânt exista viata oriunde exista si apa în stare lichida, cercetatorii au sugerat ca viata ar fi putut sa apara si pe Marte în trecutul umed al acestei planete si, de ce nu, forme simple de viata martiana ar fi putut rezista pâna în prezent conditiilor aspre de pe aceasta planeta.
Studii anterioare au indicat prezenta metanului, cea mai simpla molecula organica, în atmosfera lui Marte. Desi exista modalitati abiotice de a produce metan – asa cum este activitatea vulcanica – cea mai mare parte a acestui gaz incolor, inodor si inflamabil din atmosfera terestra este produs de metabolismul unor forme de viata, asa cum sunt, spre exemplu, rumegatoarele care digera hrana.
Pe pamânt organisme microbiene denumite metanogene sintetizeaza metan (sau gazul natural). Organismele metanogene traiesc de obicei în mlastini, dar pot fi gasite si în sistemul digestiv al vitelor, termitelor sau al altor animale ierbivore, precum si în organismele moarte si intrate în descompunere.
Metanogenele sunt printre cele mai simple si mai vechi organisme de pe Pamânt. Aceste microorganisme sunt anaerobe – nu au nevoie de oxigen pentru procesele metabolice – si de obicei se bazeaza pe hidrogen pentru energie, iar dioxidul de carbon este principala sursa de atomi de carbon pe care îi folosesc pentru a genera molecule organice. Faptul ca organismele metanogene nu au nevoie nici de oxigen, nici de fotosinteza, înseamna ca acestea ar putea trai în subteran pe Marte, pentru a se proteja astfel de nivelele ridicate de radiatii ultraviolete de la suprafata.
Experimentele derulate pe patru specii de astfel de organisme metanogene: Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum si Methanococcus maripaludis au indicat ca toate pot supravietui între 3 si 21 de zile la presiuni scazute de pâna la 6 miimi din presiunea de la nivelul marii pe Terra si în conditii similare celor de pe Marte.
Cercetatorii analizeaza si organismele extremofile de pe Pamânt pentru a întelege posibilitatea existentei vietii pe Marte si explica, într-un studiu publicat la sfârsitul lunii februarie, ca desertul Atacama din Chile, cel mai arid din lume, ar putea gazdui câteva indicii importante. Astfel, chiar si în cele mai uscate locuri din Atacama, unde pot trece secole la rând fara sa cada nicio picatura de ploaie, au fost gasite în subteran colonii de bacterii care proliferau chiar si în lipsa apei.
Mediul pe Marte
Mediul pe Marte este însa unul mai “extrem” decât cele mai extreme medii de pe Pamânt, iar subzistenta unor organisme vii în astfel de conditii poate fi imposibila. Este cunoscut faptul ca Marte nu are o atmosfera si nici un nucleu capabil sa genereze un câmp magnetic care sa protejeze suprafata planetei de radiatiile solare. Lipsa apei si puternicele furtuni de praf care se produc la scara întregii planete ofera tot atâtea argumente celor care sustin ca Planeta Rosie este complet sterila. O serie de studii publicate în cursul acestui an au completat tabloul dezolant pentru viata al planetei Marte.
Astfel, conform unui studiu publicat la începutul lunii iulie, la suprafata planetei Marte s-ar fi format un “cocteil toxic” sub efectul razelor ultraviolete. O echipa a Scolii de Fizica si Astronomie a Universitatii din Edinburgh a efectuat cercetari asupra percloratilor, saruri prezente din abundenta pe Marte. Acesti compusi, stabili la temperaturi moderate, constituie un oxidant puternic atunci când sunt activati, de exemplu, sub efectul unei cresteri de temperatura. Pe Marte temperaturile sunt foarte scazute, dar echipa a descoperit ca percloratul poate fi activat si numai de efectul razelor ultraviolete. Astfel, la concentratii de perclorat similare cu cele care se gasesc în regolitul martian (stratul de praf de la suprafata), bacteria Bacillus subtilis moare “în câteva minute”. Si mai grav, alti doi compusi prezenti pe Marte, oxidul de fier si peroxidul de hidrogen, actioneaza în sinergie cu percloratii, crescând puternic mortalitatea bacteriilor.
Concluziile studiului sunt pesimiste: efectele bactericide ale percloratilor iradiati cu raze ultraviolete “reprezinta o noua proba ca suprafata lui Marte este letala pentru celule si ca multe dintre regiunile de la suprafata sau din apropierea ei sunt nelocuibile”.
Un alt studiu publicat la sfârsitul lunii august în revista Nature Geoscience atragea atentia asupra furtunilor violente de zapada ce se dezlantuie pe planeta Marte în timpul noptilor. Atmosfera de pe Marte este înghetata, iar norii de particule de gheata se pot forma chiar si atunci când cantitatea de vapori de apa din atmosfera este mica în comparatie cu fenomenul similar de pe Terra. Analizând rarefiata atmosfera martiana si norii ei de gheata, autorii studiului au demonstrat ca ninsorile sunt provocate de rafalele violente de vânt, si nu au nimic în comun cu imaginea poetica a fulgilor de nea care cad cu delicatete. Particulele de gheata martiana, de dimensiuni foarte mici, nu seamana cu fulgii mari de pe Terra. În plus, cantitate de zapada depusa pe sol este mica.
Orasul martian
Cu toate acestea, rotile au fost puse în miscare si toti actorii importanti din domeniul spatial sunt de acord ca principala destinatie pe care vor trebui sa o atace astronautii în viitorul apropiat este planeta Marte. La jumatatea lunii iunie vizionarul Elon Musk anunta ca vrea sa construiasca un oras de 1 milion de locuitori pe Marte. El si-a prezentat viziunea de colonizare a Planetei Rosii sub titlul “Making Humanity a Multi-Planetary Species” (Transformând omenirea într-o specie multiplanetara).
Viziunea lui Musk despre o planeta Marte locuita de oameni se bazeaza pe un combo racheta-naveta spatiala conceput de SpaceX sub denumirea Interplanetary Transport System (ITS). Atât racheta cât si naveta vor fi echipate cu noile motoare Raptor, aflate înca în faza de dezvoltare, motoare despre care Elon Musk sustine ca vor fi de aproximativ trei ori mai puternice decât motoarele Merlin care propulseaza rachetele Falcon 9 apartinând SpaceX. Racheta portanta a sistemului ITS va fi propulsata de nu mai putin de 42 (!) motoare Raptor si se va impune astfel, de departe, drept cea mai puternica racheta din istoria explorarilor spatiale. O astfel de racheta va putea transporta în spatiu o încarcatura maxima de 330 de tone si pâna la 600 de tone într-o varianta ulterioara, îmbunatatita. Spre comparatie, celebra racheta Saturn V, apartinând NASA, care i-a propulsat pe primii astronauti spre Luna, nu putea ridica de la sol “decât” 150 de tone.
Rachetele din cadrul sistemului de transport ITS vor avea doar rolul de a transporta naveta ITS pe orbita circumterestra, de unde îsi va începe drumul spre Planeta Rosie. Dupa ce îsi vor încheia misiunea, aproximativ 20 de minute mai târziu, rachetele vor ateriza controlat, la punct fix. Iar atunci când spune ca aterizarea va fi la “punct fix”, Musk nu exagereaza deloc. Bazându-se pe îmbunatatirea performantelor privind recuperarea primelor trepte ale rachetelor Falcon 9, Musk sustine ca puternica racheta ITS va putea sa aterizeze direct pe rampa de lansare de unde a pornit în misiune.
O alta calitate extraordinara a rachetelor ITS va fi timpul foarte îndelungat de operare. Fiecare astfel de racheta va putea efectua cel putin 1.000 de misiuni. Rachetele vor transporta mai multe navete si rezervoare de combustibil pe orbita circumterestra. Aceste navete vor ramâne pe orbita pâna când Terra se va alinia corespunzator cu planeta Marte, pentru o durata cât mai scurta a calatoriei (aliniere care se produce o data la 26 de luni) si apoi vor pleca toate spre destinatie. Viziunea lui Musk anunta o flotila de cel putin 1.000 de navete spatiale ITS, fiecare cu un echipaj de 100 de oameni, care va parasi orbita Pamântului la fiecare 26 de luni. Astfel, am putea ca în interval de timp de 50 pâna la 100 de ani sa transportam 1 milion de oameni pe Marte.
Navetele nu vor ramâne pe orbita lui Marte. Dupa ce vor transporta echipajele de colonisti, acestea se vor întoarce pe Pamânt. Propulsia unei navete ITS va fi asigurata de un cluster de 9 motoare Raptor, iar combustibilul pe baza de metan folosit pentru drumul de întoarcere va fi produs chiar pe Marte. Fiecare astfel de naveta va putea efectua între 12 si 15 misiuni în spatiu înainte de a fi scoasa din folosinta. În timp, costurile unei calatorii spre Marte pentru un astronaut ar putea scadea pâna la 100.000 de dolari, conform lui Musk. Reducerea costurilor va fi un factor-cheie în instalarea unei colonii pe Marte, a insistat antreprenorul. “Nu se poate crea o civilizatie de sine statatoare pe Marte, daca pretul biletului costa 10 miliarde de dolari de persoana”.
Mai temperati, reprezentantii Agentiei Spatiale Europene (ESA) vorbeau la sfârsitul lunii septembrie despre importanta constructiei unei baze permanente pe Luna, un “sat selenar”, drept prima etapa înainte de a porni spre Marte. Luna, pe care astronautii nu au mai pus piciorul din 1972, este “locul în care trebuie sa fim”, chiar daca Marte ramâne “destinatia finala”, au insistat specialistii de la ESA cu ocazia celei de-a 68-a editii a Congresului mondial de astronautica.
Dar fie ca ne vom întoarce mai întâi pe Luna pentru a amenaja o baza permanenta sau vom porni direct spre Marte pentru a ridica orasul imaginat de Elon Musk, astronautii vor avea nevoie de adaposturi sigure si usor de transportat în care sa poata trai si munci.
La începutul lunii ianuarie NASA a prezentat “Mars Ice Home”, un habitat conceput special pentru conditiile de pe Marte. “Mars Ice Home” seamana cu un soi de iglu, iar cochilia sa de gheata prezinta mai multe avantaje. Mai întâi, apa este un excelent izolator împotriva radiatiilor cosmice, în conditiile în care acestea reprezinta unul dintre principalele trei riscuri pentru viata umana pe Marte, potrivit NASA. Stratul de gheata va fi mai gros la nivelul compartimentului echipajului, dar va lasa sa treaca lumina, la fel ca si restul materialelor alese, precizeaza agentia.
Exista însa alte doua avantaje ale utilizarii unei carapace de gheata. Primul este ca apa poate fi extrasa pe Marte, la nivelul de un metru cub pe zi cu tehnologiile actuale, ceea ce înseamna ca asa-zisul iglu poate fi umplut în 400 de zile. Habitatul, care va fi construit de roboti, va trebui din acest motiv sa fie trimis pe Marte înaintea astronautilor. Celalalt avantaj este ca apa poate fi apoi transformata în carburant pentru nava spatiala care va ateriza pe Marte si apoi va redecola. Practic, igluul va fi în acelasi timp o carapace de gheata si un rezervor.
În interiorul carapacei de gheata se afla un mare inel, care va fi locul de viata al astronautilor. Materialele, imprimate tridimensional, vor fi usoare si vor putea fi asamblate de roboti nu prea complicati, potrivit NASA. În final, pentru a se asigura ca viitorilor martieni nu le va fi prea frig, NASA s-a gândit sa adauge o patura izolanta de dioxid de carbon între carapacea de gheata si habitat. Practic, astronautilor nu le va mai ramâne decât sa decoreze habitatul si sa aduca lucrurile de care au nevoie pentru a trai pe planeta rosie circa 550 de zile.
În cadrul unui proiect stiintific separat derulat la Universitatea California din San Diego, ale carui rezultate au fost prezentate la sfârsitul lunii aprilie în revista Scientific Reports, oamenii de stiinta au fabricat caramizi din “pamânt martian” artificial, anticipând ziua în care oamenii vor începe constructia de colonii pe Planeta Rosie. Practic, cercetatorii au constatat ca este suficient ca aceste blocuri de pamânt rosiatic sa fie presate puternic pentru a fi transformate în caramizi. Nimic altceva nu trebuie facut, nici macar ca acestea sa fie tratate termic. În stare presata, “solul martian” devine dur ca o stânca si chiar mai rezistent decât betonul armat. Prin acest procedeu, cercetatorii au putut fabrica sute de caramizi circulare de 3 milimetri grosime. Adevaratul sol martian ar putea fi astfel comprimat strat cu strat pentru a ridica un zid sau pentru a fabrica caramizi mai groase. Ramâne evident de vazut daca solul martian veritabil va reactiona ca solul artificial creat de NASA.
Vesti bune au venit, la începutul lunii iunie, si de la modulul gonflabil BEAM care functioneaza cu succes de 1 an pe orbita. Acest modul habitabil, care a fost atasat anul trecut la Statia Spatiala Internationala (ISS), a demonstrat ca îi protejeaza pe astronauti de micrometeoritii de pe orbita, iar NASA are în vedere, pentru perioada urmatoare, testarea modulului si în ceea ce priveste protejarea astronautilor fata de radiatii. Construit de firma americana Bigelow Aerospace, modulul BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) are o greutate de 1,4 tone si a fost transportat la avanpostul orbital de capsula Dragon, a companiei SpaceX, la 10 aprilie 2016. Dupa câteva zile a fost fixat pe ISS cu ajutorul bratului telecomandat al statiei.
Senzorii din interiorul BEAM sunt conceputi sa detecteze eventualele impacturi externe cu micrometeoriti si fragmente de deseuri spatiale, iar datele adunate de-a lungul ultimului an indica faptul ca a rezistat fara probleme. Astronautii au patruns în acest habitat pentru a aduna datele, dar nu au ocupat modulul BEAM în mod continuu pe perioade mai mari de timp.
Capsula gonflabila fabricata din kevlar, material termoplastic extrem de rezistent, se bazeaza pe concepte elaborate de NASA în anii 1990 si dezvoltate ulterior de firma creata în urma cu 15 ani de omul de afaceri Robert Bigelow. El a plasat deja pe orbita module gonflabile nelocuite în 2006 si 2007, iar în 2013 a încheiat un contract de 17,8 milioane de dolari cu NASA pentru construirea BEAM în vederea testarii unor habitate spatiale mai usoare. Conform NASA, astfel de module gonflabile pot îndeplini roluri importante pentru constructia unor baze pe Luna si Marte în viitorul apropiat. Un mare avantaj al acestui modul consta în faptul ca ocupa mult mai putin spatiu decât un modul clasic: dezumflat, poate încapea într-un cilindru de 1,7 metri lungime si 2,3 metri diametru. Desfasurat, îsi creste volumul fiind umflat cu aer respirabil, ajungând la 16 metri cubi, echivalentul unei camere mici. Ferma în spatiu, centru medical, laborator sau locuinta sunt utilizari pe care le-ar putea avea un astfel de modul, sustinea Robert Bigelow înainte de lansarea de anul trecut.
Trump si prioritatile administratiei americane privind explorarea spatiului
Victoria în alegeri a presedintelui Donald Trump i-a facut pe multi sa se întrebe daca NASA va mai beneficia de bugetele mai mult decât generoase necesare pentru a-si continua ambitioasele proiecte de explorare spatiala. Din fericire pentru stiinta, presedintele Trump a anuntat ca va continua principalele programe aflate în derulare în cadrul NASA, mentinând directiile generale si aducând “mici amendamente”.
Astfel, la începutul lunii decembrie presedintele american a semnat o directiva care traseaza ca obiectiv pentru NASA stabilirea “unei baze” pe Luna, ca pas premergator unei prime misiuni cu echipaj uman pe Marte. Aceasta directiva reorienteaza programul spatial al Statelor Unite spre explorarea umana si descoperire si marcheaza primul pas în directia revenirii astronautilor americani pe Luna, pentru prima data din 1972, conform lui Donald Trump. Liderul american a subliniat ca de aceasta data misiunea pe Luna nu va urmari doar arborarea steagului si lasarea unor urme pe sol, ci, de asemenea, stabilirea “unei baze pentru o eventuala calatorie spre Marte”.
Dar Trump a ramas evaziv asupra finantarii si calendarului unei astfel de initiative. Iar expertii sunt unanimi: atingerea Planetei Rosii, care se afla la o distanta medie de 225 milioane de kilometri de Pamânt, va necesita o adevarata performanta tehnica si un buget imens.
La finalul lunii martie, Trump a semnat o lege ce desemna misiunile cu echipaj uman spre distante îndepartate din spatiu ca obiectiv central al NASA pentru deceniile urmatoare. Acest text, adoptat în unanimitate de Congres, chema agentia spatiala americana sa lucreze pentru obiectivul unei misiuni cu echipaj uman spre Marte în cursul anilor 2030.
Cu obiectivul Marte, Trump se înscrie în linia politicii predecesorului sau, democratul Barack Obama. Cu câteva saptamâni înaintea plecarii de la Casa Alba acesta a enuntat “un obiectiv clar” pentru urmatorul capitol al istoriei Americii în spatiu: “trimiterea de oameni pe Marte pe parcursul anilor 2030 si readucerea acestora în siguranta pe Pamânt”.
La începutul lunii iulie, numarul doi din administratia Trump, vicepresedintele Mike Pence, evoca începutul unei “noi ere” în explorarea spatiala, promitând trimiterea de catre Statele Unite a unei misiuni cu echipaj uman pe planeta Marte si o întoarcere a astronautilor americani pe Luna. Acest discurs reprezinta o schimbare de ton notabila pentru Mike Pence, care, în 2005, se afla în fruntea unui grup de politicieni republicani care au cerut anularea programului Constellation al NASA, dedicat trimiterii de astronauti pe Luna.
Presedintele Donald Trump a propus în luna martie un buget de 19,1 miliarde de dolari pentru NASA, ce marcheaza o scadere cu 0,8% în raport cu bugetul din 2017. El a cerut agentiei spatiale sa renunte la proiectul de capturare a unui asteroid si a taiat finantarile pentru mai multe misiuni ce au fost create pentru a studia modificarile climatice de pe Terra si diverse proiecte asociate stiintelor Pamântului. NASA a ramas totusi în mare parte “nevatamata” în comparatie cu taierile bugetare drastice impuse altor organisme guvernamentale americane, precum Agentia de protejare a mediului înconjurator.
Un veteran pionier al spatiului, celebrul Buzz Aldrin, membru al legendarei misiuni Apollo 11 care l-a dus, alaturi de Neil Armostrong, pâna pe Luna, a fost foarte transant în ceea ce priveste viitorul NASA în cadrul unui interviu acordat la începutul lunii mai. Conform lui Aldrin, daca NASA si alte agentii partenere chiar doresc sa puna piciorul pe Marte în viitorul apropiat, atunci ar trebui sa renunte la Statia Spatiala Internationala (ISS) cu prima ocazie care se iveste.
“Trebuie sa renuntam la ISS cât mai repede cu putinta”, a declarat Buzz Aldrin cu ocazia participarii la conferinta “2017 Humans to Mars” organizata la Washington. “Pur si simplu nu ne putem permite costurile de 3,5 miliarde de dolari pe an (ale programului ISS)”, a adaugat el. În schimb, sustine fostul astronaut, NASA ar trebui sa cedeze din ce în ce mai multe dintre activitatile pe orbita terestra catre parteneri din mediul privat, companii precum SpaceX, Orbital ATK si Boeing dispunând de capacitatea de a transporta atât astronauti, cât si echipamente spre si dinspre ISS.
Bigelow Aerospace, Axiom Space sau alte companii ar trebui sa înceapa constructia unor noi statii orbitale independente fata de ISS, iar eventualele noi statii orbitale ar trebui sa fie compatibile si cu statia pe care Beijingul a anuntat ca o va finaliza în prima parte a anilor 2020, pentru o mai buna colaborare cu China, conform lui Aldrin.
Constructia unor noi avanposturi spatiale pe orbita Pamântului este doar primul pas în planul lui Aldrin pentru colonizarea Planetei Rosii, colonizare care este însa dependenta de producerea unor nave spatiale capabile sa se deplaseze continuu între Pamânt si Marte, transportând astronauti dar si alimente si echipamente. Conform astronautului în vârsta de 87 de ani, aceste nave ar trebui sa fie cât mai simple si cât mai robuste pentru a rezista în jur de 30 de ani în spatiu.
Pasul urmator ar fi cel al reluarii misiunilor cu echipaje umane spre Luna unde ar fi bine sa construim cel putin o baza permanenta pentru ca acolo putem testa tehnologiile necesare pentru colonizarea lui Marte – cum ar fi producerea de combustibili din resurse locale. Apoi ar urma sa fie produse primele nave capabile sa circule între Pamânt si Marte care ar fi o generatie îmbunatatita a celor folosite pentru recucerirea Lunii.
Pâna în 2020 un echipaj uman ar putea ajunge în premiera la un asteroid din apropierea relativa a Pamântului si ar fi posibila survolarea planetei Venus cu un echipaj uman pâna în 2024. Daca toate vor merge ca pe roate, primii colonisti ar putea pleca spre Marte la începutul anilor 2030. Iar de aceasta data va fi vorba de colonisti, nu de niste simpli vizitatori, asa cum au fost astronautii din misiunile Apollo pe Luna.
“Sa ne asiguram mai întâi ca vom pune la punct un plan sustenabil pentru a putea ramâne pe Marte. De aceasta data nu ne mai intereseaza sa lasam urme în praf si sa plantam steaguri”, a precizat el, facând trimitere la niste momente ale primei misiuni pe Luna ce au devenit simbolice.
Deocamdata ISS dispune de finantari pâna în anul 2024, iar oficiali ai NASA, ai Agentiei ruse Roskosmos si alti parteneri iau în discutie prelungirea finantarii pâna în 2028. Reprezentantii NASA au precizat în repetate rânduri ca ISS reprezinta o parte importanta a pregatirilor pentru a ajunge pe Marte, cândva în anii 2030.
