W drodze na Marsa. Przegląd projektów misji załogowych

Z punktu widzenia próby czasu można zaryzykować stwierdzenie, że pomoc Wernhera von Brauna w rozwoju amerykańskiej kosmonautyki była nieoceniona i doprowadziła do ostatecznego pokonania Związku Radzieckiego w drodze na Księżyc. Ale na długo zanim pierwsze sygnały z orbity okołoziemskiej wysłał na Ziemię Sputnik 1, a John F. Kennedy wygłosił płomienne wystąpienie o załogowej misji na srebrny glob, były członek NSDAP i projektant nazistowskich rakiet wojskowych (w tym najsłynniejszej V-2) opublikował nowatorski i bardzo szczegółowy projekt załogowej misji na czerwoną planetę.

Opublikowana w 1952 r. książka Das Marsprojekt autorstwa von Brauna zakładała 70-osobową misję na Marsa siedmioma statkami pasażerskimi i trzema z zaopatrzeniem w łącznym czasie 2,5 roku. Cała flota mająca wstępnie ważyć 5 mln 320 tys. ton, byłaby wynoszona w częściach na orbitę okołoziemską przez napędzane tradycyjnym paliwem wahadłowce. Po złożeniu wszystkich części, statki ruszyłyby w kierunku czerwonej planety wykorzystując manewr transferowy Hohmanna (zmiana orbity statku poprzez dwukrotne uruchomienie silników w odpowiednich momentach misji). Von Braun w swojej publikacji wspominał również o robotach, które wcześniej miały wybrać odpowiednie miejsce do lądowania dla ludzi.

Plan Stuhlingera

Niestety, bardzo ambitny plan niemieckiego naukowca miał wiele wad. Nie wziął on po uwagę takich "szczegółów" jak deszcze meteorytów, zmienna orbita Marsa czy skutków tak długotrwałego lotu dla ludzkiego organizmu. Pierwszy start w ramach projektu miał nastąpić w 1965 r., a jak dobrze pamiętamy z historii najnowszej - ZSRR i USA były wówczas najbardziej zabsorbowane wyścigiem księżycowym. W rzeczywistości nikt zza oceanem nawet nie przystąpił do realizacji Das Marsprojekt, nawet po poprawieniu pierwotnej wersji (cztery lata po pierwszej publikacji, von Braun zmniejszył liczbę pionierów czerwonej planety do 12). Ale co ciekawe ogólny plan misji jaką zarysował naukowiec, ma spore odzwierciedlenie w innych pomysłach załogowej misji na Marsa.

Urodzony w Niemczech amerykański inżynier Ernst Stuhlinger zakładał, że najlepszym w tak długiej wyprawie będzie napęd jonowy, napędzany przez turbinę wykorzystując baterie słoneczne lub reaktor jądrowy. Paliwem dla takiego silnika był by silnie promieniotwórczy cez (który w przypadku problemów naraziłby załogę na niebezpieczeństwo). Takim sposobem podróż na planetę trwałaby 432 dni, zakończona osadzeniem na jej powierzchni za pomocą lądownika pionowego (w przeciwieństwie do projektu von Brauna, zakładający użycie specjalnych szybowców). Plan Stuhlingera również nie znalazł poparcia wśród władz NASA, i szybko trafił zakurzoną półkę.

Za żelazną kurtyną również coraz śmielej podchodzono do ewentualnej marsjańskiej misji. Statek TMK-1 ważący 75 t miał zabrać trzyosobową załogę ku nieznanemu w 1971 r., która po zbliżeniu się do czerwonej planety miała wystrzelić ku jej powierzchni trzy zdalnie sterowane lądowniki. I to jeden z najbardziej zdumiewających faktów - Związek Radziecki nie chciał postawić na załogowe lądowanie. Głównym aktorem całego planu miała być rakieta nośna N1, która jak pokazała historia, okazała się gwoździem do trumny księżycowej jaki i marsjańskiej misji ZSRR. O wiele więcej pomysłów na podróż w stronę czerwonej planety miała NASA, ale od razu trzeba zaznaczyć, że po anulowaniu misji Apollo nie doczekały się właściwej realizacji. Philip Bono, inżynier koncernu Douglas Aircraft Company zaproponował w 1960 r. własny projekt załogowej misji na czerwoną planetę, która również miała by się opierać na wystrzeleniu z powierzchni Ziemi jednej rakiety. Posiadająca nazwę projektową ROMBUS miała się składać z siedmiu mniejszych rakiet napędzających, korzystających z ciekłego tlenu lub wodoru.

Według tego planu, na Marsie wylądowałoby ośmiu kosmonautów przebywających na jej powierzchni przez 479 dni, poruszając się po okolicy m.in. dzięki łazikowi o masie 2 t. Pionierzy mieszkaliby w specjalnej nadmuchiwanej kapsule o średnicy 6 m. Koncepcja Philipa Bono została podchwycona przez jego pracodawców i NASA do opracowania projektu Deimos (nazwa pochodzi od jednego z mniejszych księżyców Marsa), którego realizację wyznaczono na rok 1986 r.

Wykorzystywał on koncepcję lądowania znaną z programu Apollo - z 6-osobowej załogi tylko połowa uda się na powierzchnię planety specjalnym lądownikiem, który odłączy się i powróci do statku macierzystego (możliwości lądownika pozwoliłyby astronautom tylko na 20-dniowy pobyt na marsie). Już wtedy zakładano, że użycie reaktorów jądrowych jako dodatkowego lub głównego źródła zasilania, to rzecz niezbędna w takiej misji. Mimo to, NASA konstruktywnie porzucała kolejne koncepcje rakiet na taką energię, podyktowane głównie niekorzystnymi zapisami traktatu o zakazie testów jądrowych na ziemi w powietrzu i w przestrzeni kosmicznej.

Marsjańskie aspiracje rodziny Bushów

Im bardziej zbliżamy się do czasów współczesnych, tym propozycje załogowej misji na Marsa pokrywały się z aktualną polityką prowadzoną przez NASA. W 1971 r., gdy ówczesny prezydent USA Richard Nixon drastycznie ograniczył budżet agencji, jej prasownicy zastanowili się jak długo trwałaby podróż przy użyciu środków stosowanych w budowanych wówczas wahadłowcach. Według tego planu, na orbicie okołoziemskiej połączono by sześć stopni rakiety nośnej z odpowiednią ilością paliwa na ciekły tlen lub wodór.

Lot w pierwszą stronę miałby zająć 360 dni, a 3-osobowa załoga wylądowałaby na Marsie i przebywała na nim bezpiecznie przez kolejne 45 dni. Niestety, i ten projekt został tylko i wyłącznie na papierze. Sentyment do podboju kosmosu mieli zarówno George H. Bush (prezydent USA w latach 1989-1993) jak i jego syn George W. Bush (prezydent USA w latach 2001-2009). Pierwszy z nich, w 20. rocznicę historycznej misji księżycowej Apollo 11 ogłosił nową strategię podboju kosmosu w trzech prostych krokach - uruchomienie orbitalnej stacji kosmicznej Freedom (przemianowanej później w projekt ISS), założenie bazy na Księżycu oraz załogowa misja na Marsa. Aby ten ostatni punkt planu został zrealizowany, potrzeba było ponad 500 mld dolarów a tak wysoki rachunek nie został ostatecznie zaakceptowany przez amerykański Senat.

Natomiast drugi 14 stycznia 2004 r., niecały rok po katastrofie promu kosmicznego Columbia ogłosił treść dokumentu "Wizja Eksploracji Kosmosu" (VSE). Jego głównymi punktami było: wycofanie z użytkowania wahadłowców, zakończenie budowy ISS do 2010 r., pierwsza misja załogowa na Księżyc do 2020 r. a stamtąd pionierska wyprawa na Marsa. Głównym aktorem całego planu miał być statek kosmiczny Orion (wcześniej nazywany Crew Exploration Vehicle), który wyglądem łudząco jest podobny do kapsuły załogowej misji Apollo.

Plany na najbliższą przyszłość

W wyniku kryzysu finansowego, przyszłość VSE kreuje się w bardzo ciemnych barwach - definitywnie zamknięto program Constellation odpowiadający za powrót ludzi na srebrny glob, który zawierał również plany zdobycia Marsa. Pierwotne plany W. Busha został dwa lata temu zrewidowany przez administrację Baracka Obamy - jego optymistyczne założenia szacują załogowy lot na Marsa w okolicach 2040 roku. Warto zaznaczyć w tym momencie, że i te plany mogą zostać zrewidowane w kontekście zbliżających się wyborów prezydenckich zza oceanem.
Obudzenie kosmicznych ambicji przez Waszyngton w ostatniej dekadzie, zostało szybko podchwycone przez inne kraje posiadające odpowiednie techniczne zaplecze. Jurij Karasz, z Rosyjskiej Akademii Kosmonautyki opracował projekt MARPOST, który zakładał użycie reaktora jądrowego oraz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej do dziewiczego lotu w stronę Marsa. Astronauci nie lądowaliby na powierzchni czerwonej planety, ale badali ją za pomocą sterowanych ręcznie robotów. Odpowiedni statek miał być gotowy na rok 2012 r. - jak pokazała próba czasu Roskosmos (rosyjska państwowa agencja kosmiczna) nie uznała tego plany za godny swojej uwagi. Ale nasi wschodni sąsiedzi dość poważnie podchodzą do przyszłej misji marsjańskiej od strony nie technicznej, ale samopoczucia kosmonautów - dowodzi tego zakończony już słynny projekt MARS-500 (4 Rosjan, Chińczyk, Francuz oraz Włoch zostali zamknięci na pięćset dni w ciasnej kabinie symulując całą misję na czerwoną planetę).

Realizacja programów kosmicznych nie ma na celu wysyłanie ludzi w kosmos per se, lecz umożliwienie ludziom normalnej prasy w przestrzeni, również przygotowanie do przyszłej eksploracji Marsa, Saturna i dalej - podkreślał Qi Faren, członek Chińskiej Akademii Nauk oraz konstruktor rakiet kosmicznych używanych przez państwo środka. Chiny planują realizację bezzałogowego programu badania czerwonej planety w latach 2014-2033, a wysłania pierwszych swoich obywateli na Marsa pomiędzy 2040-2060 rokiem. Tak odległe plany w przypadku innych krajów mogą być szybko narażone na niepowodzenia, w ChRL sprawa ma się zupełnie inaczej. Determinacja komunistycznych władz z Pekinu by pokazać swoją dominację również w kosmosie może nawet za wiele dziesięcioleci zaowocować udaną misją załogową na Marsa - na ten cel zapewne nikt na dalekim wschodnie nie będzie szczędził środków.

Przyszłość eksploracji kosmicznej zdaniem wielu należy teraz wypatrywać w prywatnych przedsiębiorstwach. Przykład? Bas Lansdorpa, holenderski przedsiębiorca chcę od 2023 r. regularnie wysyłać na Marsa wyłonionych w castingach astronautów-amatorów, którzy założą na czerwonej planecie kolonię a całość misji będzie tworzona pod kątem swoistego reality show (stąd pomysł na pozyskanie potrzebnych środków od sponsorów i stacji telewizyjnych). Niemożliwe? Biznesmen chce wydać na cały plan 6 mld dolarów, a potrzebne komponenty pozyskać od firm zajmujących się przemysłem kosmicznym np. SpaceX ale w całej sprawie jest pewien haczyk - każdy kto weźmie udział w projekcie Mars One zostanie na czerwonej planecie do końca życia. Czy to jedyny sposób na zdobycie nieznanego?

Dla zainteresowanych tematem:
Mars Society Poland - polski oddział międzynarodowego stowarzyszenia sympatyków misji marsjańskich
Lista dotychczasowych projektów załogowych misji na Marsa, opracowane przez portal astronautix.com
Witryna na stronie NASA poświęcona badaniom i eksploracji czerwonej planety

Znajdź nas na Google+