Cestovanie na Mars vyžaduje skúsenosti z Mesiaca.

21.03.2005

 

< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >



Astronaut Eugene A. Cernan, velitel missie Apollo 17, na krátkej kontrolnej jazde s mesačným vozidlom. Fotografiu zhotovil astronaut-geológ Harrison H. Smith, pilot lunárneho modulu. Fotografia pripomína na prvý pohľad nedokončené detské "malovánky". Spôsobuje to mimoriadny kontrast medzi osvetlenými a neosvetlenými časťami záberu (na Mesiaci nie je atmosféra, do tiene sa svetlo môže dostať jedine z rozptylu z iných predmetov). Prekvapujúca je zrejme malá farebnosť Mesačného povrchu - priznajme si, je to celé v odtieňoch šedej.
Poďakovanie: Great Images in NASA (GRIN), NASA

Mnohokrát sme sa na našich stránkach zmienili o tom, že novým americkým snom je vrátiť sa k medziplanetárnym letom - zmienili sme sa o tom s trpkou príchuťou ohľadom prerušenia podpory projektu Hubblovho vesmírneho teleskopu, ale aj iných projektov NASA. Musíme však pripustiť aj určitú racionalitu, pokiaľ chceme zobrať v ohľad aj štatisticky zdôvodniteľné argumenty typu antropického princípu (aplikácia tohoto princípu by vám bránila napríklad v nastúpenie cesty na palube Titanicu -- pravda, každá nová loď má svoju prvú cestu). Posledná misia s ľudskou posádku, ktorá opustila obežnú dráhu Zeme sa konala pred viac, než štvrť storočím. Napriek iným úspechom štatistická predpoveď hovorí jasne, že pokiaľ sa ľudstvo nevráti k medziplanetárnym letom v krátkej dobe, potom rapídne sa zvýši pravdepodobnosť toho, že sa k medziplanetárnym letom nevráti vôbec.
Novým snom je návšteva susednej planéty, Marsu. Krátka návšteva by mala viesť k dlhším pobytom a možno jedného dňa ku kolonizácii červenej planéty.
Prvým nutným krokom je však návrat na Mesiac.
Prečo práve na Mesiac? Prečo práve na Mesiac?
Mesiac je cudzí svet na dosah ruky a Mesiac má mnoho spoločného s Marsom, preto je možné skúšať potrebné postupy najprv v relatívnom bezpečí v blízkosti Zeme, než na desiatky miliónov rokov vzdialenom Marsu.
Gravitácia na Povrchu Mesiaca je len jedna šestina gravitácie na povrchu Zeme. Na povrchu Marsu je gravitácia len jedna tretina gravitácie na povrchu Zeme (bavíme sa o gravitačnom zrýchlení, teda o tiaži telies).
Mesiac nemá atmosféru a preto je aj veľmi chladný (v tieni môže byť teplota až mínus 240°C, tj. len 33 stupňov nad absolútnou nulou). Mars síce atmosféru má, ale je veľmi riedka. Nad povrchom dosahuje atmosferický tlak len niečo okolo jednej stotiny normálneho atmosferického tlaku na Zemi (pri mori). Teplota na Marsu sa mení od -20°C do -100°C.
Veľmi dôležité však je (a tí, ktorí zažili pobyt v prašných oblastiach zrejme potvrdia), že obidve telesá sú pokryté veľmi jemným prachom, pokryvšou horninou, regolitom. Na Mesiaci tento prach vzniká z bombardovania jeho povrchu mikrometeoritmi, kozmickým žiarením (elementárnymi časticami) aj slnečným vetrom, ktorý týmto zvláštnym spôsobom eroduje horniny na Mesiaci za miliardy rokov na extrémne jemný prach, prachové zrniečka s ostrou hranou.


Prach na Mesiaci vytváraný mikrometeoritmi má úplne iný charakter, než prach na Zemi. Ukazujú to tieto obrázky. Ich okraje nie sú obrúsené atmosferickými vplyvmi, lebo Mesiac žiadnu atmosféru nemá. Z veľkej časti sa jedná o kvarc (oxyd kremičitý), ktorý je veľmi nebezpečný. Po vdýchnutí ich organizmus nevie odbúrať a vďaka svojim ostrým hranám ničia živé bunky, ktoré sa ich snažia eliminovať z organizmu (podľa výskumov zdravia baníkov, ktorý sa dostali do styku s kremičitým prachom). Aby sa tento prach nedostal do obydlia astronautov a tým aj do ich ovzdušia, treba robiť netriviálne opatrenia.

Povrchu Marsu je od mikrometeoritov chránený svojou riedkou atmosférou, ale dopad väčších meteorov je dosť častý, naviac tu pôsobí aj erózia atmosféry, vody a zmeny teplôt. Vrstva regolitu môže dosahovať niekedy hrúbku až 10 metrov.
Pohyblivé transportné jednotky, ale aj všetky ostatné pohyblivé mechanické zariadenia (napr. fotoaparáty) musia zachovať voju funkčnosť aj v tomto prašnom prostredí. Musíme nájsť odpoveď na otázky typu "aké pneumatikami bude treba vybaviť vozidlá na Marsu?", "Aké hlboké jamy môžem vyhĺbiť, aby sa sami od seba nezasypali?", "Koľko prachu zdvihne pristávací modul, raketa do atmosféry?", "Ako sa zbaviť prachu z mechanických jednotiek?".
Zodpovedanie týchto otázok nie je jednoduché ani na Zemi. Pritom prach na Mesiaci a Marsu je tak čudný ... taký cudzí.
Skúste prejsť napríklad svojim prstom po obrazovke vášho počítača. Na prste vám zostane jemný prach, ktorý je mäkký, hladký, chumáčkovitý. To je pozemský prach.
Mesačný prach je iný (pozri obrázok). Ich zväčšeniny pripomínajú skúr miniatúrne úlomky skla s ostrými hranami, ktoré pôsobia ako leštiaci materiál, medzi plochami drhne.
Astronauti prechádzajúci sa po Mesiaci zistili, že prach upchal otvory a spoje ich vesmírneho obleku už po veľmi krátkej prechádzke. Prach prenikol aj do spojov a spôsobil mierne nedokonalé tesnenie a badateľný únik vzduchu v skafandroch.
Na osvetlenej strane Mesiaca prach sa vznáša nad povrchom. Ultrafialové svetlo v slnečnom žiarení mierne nabije malé čiastočky prachu, ktoré sa potom vzájomne odpudzujú a vznášajú sa niekoľko centimetrov nad pôdou. Takýto prach, pokiaľ sa dostane do vnútorných priestorov pristávacieho modulu, či kozmickej lode, dráždi očí i dýchacie cesty astronautov (môže však hroziť aj závažnejšie problémy, podobne ako u baníkov na Zemi).
Podobné problémy astronautov môže čakať aj na Marsu, aj keď tamojší prach sa nebude skladať z tak ostrých čiastočiek, vďaka erodujúcim účinkom marťanskej atmosféry. Vietor zaobľuje hrany prachových čiastočiek. Na druhú stranu rýchlosť vetra na Marsu môže dosiahnuť až 50 metrov za sekundu (180 kilometrov za hodinu) a piesok obrusuje každý povrch. Skúsenosti s robotmi Spirit a Opportunity ukazujú, že prachové čiastočky na povrchu Marsu sa tiež elektrizujú ultrafialovým žiarením Slnka. Prach potom usadá na povrch solárnych panelov, znižuje tým ich účinnosť a generujú menej energie pre plnenie úloh.


Polárna oblasť Mesiaca vykazuje výskyt vody (v zmrznutej podobe a v pôde) - oblasť zafarbená počítačom na modro.

Otázkam spojeným s problémami "cudzieho", teda nie pozemského prachu sa venuje vo výskumných laboratóriách už dlhé roky. Pobyt na Mesiaci (v ostrej situácii) môže mať významnú, ba dokonca životne dôležitú úlohu pre bezpečnosť posádky zaslanej na Mars.
Pobyt na Mesiaci môže poslúžiť so skúsenosťami aj z inej oblasti, napríklad pri hľadaní minerálov v cudzom prostredí. Takéto minerály sú aj kyslík, voda. Rozložením vody na jeho elementy možno získať vodík, ktorý predstavuje v kvapalnej podobe raketový pohon (napr. pre cestu domov na Zem). Tieto postupy je nutné vyskúšať najprv v relatívnom bezpečí blízkeho Mesiaca.
Obe telesá, Mars aj Mesiac majú na svojom povrchu miesta, kde by mala byť voda, zmrznutá na kosť, a naviac niekde pod povrchom, ale je tam. Posledné objavy poukazujú na to, že na Marsu sa voda nachádza nie len v blízkosti pólov, ale aj v blízkosti rovníka.
Ľad je v prípade Mesiaca hlboko v pôde v blízkosti polárnych oblastí, aspoň to ukazujú špeciálne mapy zhotovené sondami Lunar Prospector a Clementine (pozri obrázok vedľa - oblasť sfarbená počítačom na modro). Ak táto voda sa dá získať, potom sa dá rozložiť na svoje elementy, kyslík a vodík a voilá, máme palivo (vodík sám o sebe netvorí palivo).
Polárne oblasti sú mimoriadne chladné (slnečné lúče sem dopadajú veľmi šikmo a tvoria prechodnú oblasť medzi horúcou osvetlenou a mimoriadne chladnou oblasťou v tieni). Tu budú môcť pracovať jedine odborníci, ktorí budú mať skúsenosti s prácou v tak chladnej oblasti. Skúsenosti musia zahrňovať aj také možnosti, že ubytovacími jednotkami vyžarované teplo môže roztopiť vodu v pôde zamrznutú už milióny rokov a spôsobiť posuny pôdy, prepadnutie stavieb o iných hrôzostrašných scenároch nehovoriac.
Testovanie vyhovujúcich technológií postupov na 2-3 dni cesty od Zeme je podstatne menej riskantné, než testovanie vo vzdialenosti, kam sa záchranná misia môže dostať najskôr za pol roka.
Ak pôjdeme na Mars, tak najprv musíme na Mesiac.


-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >