hirdetés
hirdetés

Berendezkedés a Marson

Mi kell a vörös bolygó gyarmatosításához?

A Hold egy kopár, élettelen és rideg bolygó. Sokan kétlik, hogy olyan fontos lenne tovább erőltetni a kielemzését. Azt gondolják, itt az idő, hogy most már távolabbra, nevezetesen a Marsra vessük kíváncsi tekintetünket. 

hirdetés

Gyakorlat teszi a mestert

Pedig a sarkainál azért valamennyire élhető, kísérleti terepnek ideális Hold igencsak jelentős szerepet játszhat az emberiség jövőjének alakulásában. Területén a bolygónkon kifejlesztett technológiák viszonylag könnyen és olcsón letesztelhetők, illetve tökéletesíthetők. Fontos például, hogy az épületeket alkotó, óriási 3D-nyomtatású panelek gyors sorozatgyártásának módszere nehogy épp a vörös bolygón valljon kudarcot. Az additív gyártáshoz, az önvezető autókhoz és a hulladék-újrahasznosító WC-khez hasonló technológiák a töredékére csökkenthetik egy Hold-bázis kialakításának költségeit.

A világegyetemet jelentő deszka

Az űrhajók földi kilövésénél a tetemes gravitáció miatt az egyik legnagyobb terhet értelemszerűen a járművek hatalmas tömege jelenti, rendkívül izzasztó a légkörön keresztültuszkolni őket. Paradox módon az üzemanyag az egyik legsúlyosabb rakomány, amely felszálláskor óriási mennyiséget felemészt magából. A megoldás ciszlunáris (Föld és Hold közötti) üzemanyagtartályok létesítése lehet, amelyek állandó telítettségét a Holdon kibányászott erőforrások (pl. vízmolekulákból „kiszakított” hidrogén) biztosítanák. A Holdon a gravitáció csak hatoda a Földének, így könnyebb róla színültig feltölteni a tankot. A bolygónkon így már csak a felbocsátáshoz szükséges hajtóanyaggal kellene ellátni az űrsiklót, hiszen fent a tartályokból is feltöltekezhet, hogy innen már jóllakottan vehesse célba az univerzumot.

Illusztráció: 123.rf
Illusztráció: 123.rf

Átmenet

A NASA azt reméli, hogy a jelenleg is fejlesztés alatt álló Orion-űrkapszulájával a Marsra egy 6-9 hónapos expedíció keretében akár négy asztronautát is gond nélkül átjuttathat majd. A megbízatására mindazonáltal még legalább a 2030-as évekig várni kell. Az űrügynökség előbb a Holdon és legalább egy aszteroidán is ki kívánja próbálni a bolygóközi „ingatlant”. Az Orion meghajtásához a hivatal már építi is a maga hatalmas Space Launch System (SLS) névre keresztelt rakétáját. Az első pilótával végzett kísérleti repülés 2021-re van beütemezve, ám sejthetően minimum 2023-ig el fogják halasztani. Időközben a kapszulával 2014 decemberében egy „embertelen” bevetést már lebonyolítottak. Egyebek mellett azt vizsgálták, hogy a kozmikus sugárzás miként is hat az egységre.

Az erő veled van!

Most még az Orion egy viszonylag kicsi űrhajó, viszont a több hónapos út alatt az asztronauták egészségének (és életének) megőrzéséhez sokkal tágasabb „lakómodulra” lesz szükség. A Marsig elvezető utazáshoz az erősen megnövelt méretű kapszula mozgatása az üzemanyag-fogyasztást is jelentősen felpörgeti. A hatékonyabb energiaforrások felhasználása elősegítheti a probléma áthidalását.

Pillanatnyilag a legtöbb űrhajó kémiai meghajtási rendszerrel (a tolóerőt szilárd vagy folyékony üzemanyag elégetésekor keletkező kémiai energia biztosítja a rakétában) működik. A NASA ugyanakkor napjainkban az úgynevezett napenergián alapuló elektromos meghajtásként (solar electric propulsion – SEP) emlegetett technológia kifejlesztésén dolgozik. A módszer a Nap erőforrásait veszi igénybe, vagyis a rendelkezésére álló erőforrás mennyisége gyakorlatilag végtelen. A lényege, hogy a hajtóanyagként használt xenon gáz atomjait először elektronokkal bombázzák, amivel plazmává (ionizált gáz) alakítják az anyagot. A keletkezett ionokat ezután egy elektromos mező segítségével felgyorsítják, és a részecskék hátul óriási sebességgel elhagyják az űrhajót.

Némi bökkenő, hogy a napelemek egyszerűen túl gyengék a kémiai hajtóművekhez képest, vagyis a Mars elérése sokkal több időt venne igénybe velük. Néhányan éppen ezért azt javasolják, hogy üzemanyag-takarékos hajtóművekkel először az eszközparkot és az ellátmányt kellene eljuttatni a rőt planétára. Az asztronauták már egy „megkönnyebbült”, kémiai meghajtású járművel biztonságosan és gyorsan átröppenhetnének a bolygóra. A hidrogénes megközelítést feljebb már szóba ejtettük.

Az Orion űrhajó (forrás: NASA)
Az Orion űrhajó (forrás: NASA)

Nehéz lépés az embernek

A Holdon és a Földön bejáratott landolással szemben a vörös bolygó vékony légköre egyedi megközelítést igényel. Egy szuperszonikus ejtőernyő és egy fánk alakú fékezőegység kombinálásával a NASA minden erejével az akadály leküzdésén dolgozik. Egy 2015-ös teszt már kudarcot vallott, amikor is felduzzadás közben az ejtőernyő szétszakadt. Szerencse, hogy a tervek szerint a Mars-misszió kezdete csak a 2030-as években lesz esedékes, és így a tökéletesítéshez még tengernyi idő áll rendelkezésre.

Ápol és eltakar

A vörös bolygó csak úgy lubickol az esetlegesen súlyosan egészségkárosító, illetve halálos űrbéli sugárzásban. A jelenségtől óvó ruhák kifejlesztése rendkívül nehéz, mivel védelmező hatásuk mellett a viselethez is kellően könnyűnek kell lenniük. A kettős cél eléréséhez alapanyagként szóba jöhetnek például a hidrogénezett bór-nitrid nanocsövek (BNNT-k). Az eredetileg űrhajók megóvására kifejlesztett BNNT-kből a tudósok olyan fonalat készítettek, amelyet össze lehet szőni a ruha szövetével, és így a szerelés tulajdonképpen sugárzás elleni védőpajzzsá vedlik át. 

További probléma, hogy a Föld gravitációs mezője okozta nyomás nélkül az emberi test „lerobban”. A Nemzetközi Űrállomás (ISS) személyzeténél gyakori jelenség az izomsorvadás, ami az űrállomáson tornagyakorlatokkal úgy-ahogy kordában tartható, de a Marsra indított hosszú távú küldetésekhez ennél többre lehet szükség. Az MIT tudósai éppen ezért kifejlesztették a Gravity Loading Countermeasure Skinsuit nevű öltözéket, amely a testre gyakorolt lágy nyomással tudja némileg imitálni a földi gravitáció hatását. A ruha ráfeszül az emberre, és így az űrhajón kívül, illetve a Mars felszínén a masszív szkafanderek alatt is hordani lehetne.

(Lég)szomj

Ami a vizet illeti, a későbbi telepeseknek a bolygó talajában csapdában tartott, fagyott készletek felé kell majd fordulniuk. A víz kicsikarása ásással is megtörténhet, vagy pedig mikrohullámokkal, párologtatás segítségével gáz formájában is elő lehet csalogatni a tartalékokat. Fontos megbizonyosodni afelől, hogy a célra szakosított gépek a helyszínen is működőképesek lesznek. Nem kizárólag a végzetes dehidratáció elkerülése érdekében kell mindenképpen gondoskodni a víz folyamatos utánpótlásáról. Néhány tudós úgy véli, hogy a légzéshez szükséges oxigént is a vízmolekulák felbontásával, a hidrogénatomok leválasztása folytán lehetne előállítani (itt alternatív megoldás lehet még a marsi atmoszféra szén-dioxid-molekuláinak szétválasztása is), továbbá üzemanyagként is fel lehetne használni.

A Marsra a Földre érkező napfénynek csupán a 60 százaléka jut el
A Marsra a Földre érkező napfénynek csupán a 60 százaléka jut el

(G)asztronómia

Bruce Bugbee, a Utahi Állami Egyetem tudósa (a NASA az ő közbenjárásával termesztett salátát az ISS-en) tájékoztatása szerint a Marsra a Földre érkező napfénynek csupán a 60 százaléka jut el, és így a vörös bolygón egy farm fenntartásához mesterséges fényforrásra vagy a beérkező napfény koncentrálásához száloptikával kombinált tükörrendszerre lenne szükség. A szakember úgy véli, hogy a Mars talajában a növénytermesztés rendkívül nehéz feladat volna. A bolygón a föld történetesen rozsdás, minthogy többnyire vas-oxidok az összetevői. Az oxidált talaj nem éppen ideális feltétel a növények életben tartásához, és így a gyarmatosítóknak hidropónikus (tápfolyadékos) rendszereket kellene alkalmazniuk, vagy pedig a föld termékennyé tételéhez meg kellene próbálniuk száműzni a vas-oxidokat.

Építő robotok

A letelepülést megkönnyítendő, az összes gyarmatosító terv előre kiküldött, a szükséges ellátmánnyal dugig megrakott űrhajókkal és az előkészítő munkálatokra kifejlesztett robotokkal számol. A masinák előzetesen felhúzhatnák az otthonos lakóhelyeket, valamint már jóval a megérkezésük előtt elkezdhetnék „kiráncigálni” a talajból az emberek számára a vizet. A NASA két egyetemmel együttműködésben már hozzáfogott egy R5 nevű android kifejlesztéséhez. Néhányan mindazonáltal megkérdőjelezték, hogy egy négy végtagú vagy gördülő teremtmény helyett egy kétlábú kreatúra lenne az ideális megoldás. A szkeptikusok szerint emellett túl sok terhet helyeznénk a mechanikus dolgozók vállára. Üdvösebb lenne, ha a lehető legtöbb munkát mi, itt a Földön, „a saját két kezünkkel” végeznénk el. Igénybe vehetnénk például akár előre megépített, felfújható bungalókat is, és a robotoknak meghagynánk a problémamegoldó képességet vagy a finommotoros mozgást nem igénylő feladatokat.

Szállás

A Mars gyarmatosításához elengedhetetlen lesz a környezethez idomított, speciális hajlékok kialakítása is. Ezeken a rezidenciákon például a Földéhez hasonló szintre kell hangolni a nyomást. A porviharokkal, a sugárzással és a rideg időjárással szemben is védelmet kell nyújtaniuk. A lakók valószínűleg otthonuk belső terében termesztik majd meg az eledelüknek számító növényeket. A gond az, hogy a növények oxigént termelnek, amely gáz a hermetikusan lezárt környezetben idővel már mérgezővé sűrűsödik, vagy mindent lángba borít. A többletoxigént nehéz úgy kiszellőztetni, hogy ne távozzon vele egyszersmind valamennyi az értékes, létfontosságú nitrogénből is. Egy szó, mint száz, a kozmikus farmok kialakítása akkor válik majd lehetővé, ha egy robusztus rendszerrel a szakemberek a felesleges oxigént marsi körülmények között is képesek lesznek kiáramoltatni a belső terekből.

Illusztráció: 123.rf
Illusztráció: 123.rf

Honvágy

A NASA már elkészült egy olyan akciótervvel, amely a marsi küldetésen belül már számol a visszatéréssel is. A hazaút érdekes módon még egy viszonylag könnyű része a vállalkozásnak – egy Earth Return Vehicle egészen addig Mars-körüli pályán haladna, amíg el nem jön az űrhajósok hazaszállításának az ideje.

Az egész procedúrában a legnagyobb fejtörést az okozza, hogy az asztronautákat miként is lehetne eljuttatni az Earth Return Vehicle-höz. A Mars atmoszférájának átszeléséhez rengeteg üzemanyagra lesz szükség, amelynek az előállítása akár több évet is felemészthet. A NASA Mars Ascent Vehicle (MAV) nevezetű járművét hívná segítségül, amelyet már évekkel az emberek megérkezése előtt a planétára küldenének. Landolás után a gép azonnal elkezdhetné a szén-dioxid kivonását a légkörből, és a gázt hajtóanyaggá konvertálhatná. Nagyjából két évig tartana, amíg a MAV csordultig telíti a tartályait, és a legénység mindaddig útnak sem indulhatna, amíg a NASA megerősítést nem kap, hogy a „retúrhoz” immár elegendő erőforrások állnak a rendelkezésére. Éppen ezért a MAV-nak kellően ellenállónak kell lennie ahhoz, hogy akár 4 évig is el tudja viselni a Mars közelében uralkodó mostoha körülményeket.

Sok „foteltudós” már legyintve ásít, amikor az emberes marsi küldetések szóba kerülnek. A kitűzött kezdési időpontot látva vitatják, hogy valaha is sor kerül a vállalkozásra. Márpedig tekintetbe véve a leküzdendő akadályok rendszerének méretét, kifejezetten korainak tűnik a 2030-as évekre előirányzott indulás.

Zamaróczy Ádám
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés