Załogowe lądowanie na księżycu Marsa? Naukowcy badają możliwość

Zgodnie z amerykańską wizją eksploracji przestrzeni kosmicznej, w pierwszej kolejności skolonizowany zostanie Księżyc, który będzie bazą wypadową do kolejnych misji, w tym na Marsa. Na pytanie o termin załogowego lądowania na Czerwonej Planecie Artur Chmielewski z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) odpowiedział, że nie stanie się to wcześniej niż 2045 r. Ekspert przedstawił również wstępny zarazy planu misji.

”Wczesne plany rozważają, że będą trzy misje tak, jak w przypadku Artemis. W pierwszej przeleci wokół Marsa pusta kapsuła. W drugiej polecą astronauci, ale nie wylądują i dopiero trzecia osiądzie na Marsie.” - powiedział Chmielewski. Niemałym zaskoczeniem były szczegóły dotyczące drugiego lotu w stronę Marsa. „Myślimy, żeby astronauci wylądowali w tej drugiej misji na księżycu Marsa – Fobos, który również jest bardzo ciekawy.” - dodał ekspert.

Kierunek Fobos

Mars posiada dwa księżyca: Deimos oraz Fobos. Ten drugi jest większy i posiada wymiary 27 x 22 x 18 km. Obiekt został odkryty w sierpniu 1877 r. przez Asapha Halla, który nazwał księżyc na cześć mitologicznego syna Aresa i Artemidy, który uosabiał strach.

Według informacji podanych przez NASA, Fobos okrąża Marsa trzy razy dziennie, zachowując przy tym bardzo bliską odległość. Wskazuje się ponadto, że księżyc znajduje się na kursie kolizyjnym z Czerwoną Planetą. „Zbliża się do Marsa z prędkością 1,8 metra na sto lat. W takim tempie księżyc albo zderzy się z Marsem za 50 milionów lat, albo rozpadnie się na pierścień.” - czytamy na stronie amerykańskiej agencji kosmicznej.

Artur Chmielewski w wywiadzie dla naszej redakcji zauważył, że na Fobos występuje niska grawitacja, a sam księżyc nie posiada atmosfery. W tym przypadku zbędna pozostaje tarcza termiczna, chroniąca kapsułę przed wysokimi temperaturami podczas schodzenia z orbity.

Z drugiej strony astronauci na księżycu Marsa będą musieli zmierzyć się z wymagającymi warunkami. Przykładowo na Fobos występują częste wahania temperatur. NASA wskazuje, że -4 stopnie Celsjusza zostały zaklasyfikowane jako wysokie temperatury, podczas gdy niskie oznaczają około -110 stopni Celsjusza.

Załogowe lądowanie na księżycu Marsa

Tego typu koncepcja była rozważana jeszcze na początku ubiegłej dekady, natomiast w bardziej rozbudowanej formie niż zwykłe lądowanie. Głównym problemem w lotach na Marsa były wskazywane również dzisiaj niewystarczające środki finansowe, ale również brak odpowiedniej technologii. Patrząc z dzisiejszej perspektywy, ostatni argument wydaje się dość bliski rozwiązania, ale o tym później.

Przenieśmy się najpierw do 2015 r., kiedy Hoppy Price, John Baker oraz Firouz Naderi będący pracownikami NASA JPL przedstawili pracę „Minimalna architektura dla podróży ludzi na Marsa” (ang. „A Minimal Architecture for Human Journeys to Mars”), która proponowała teoretycznie prostsze, bezpieczniejsze oraz, jak wskazują niektóre portale zagraniczne, tańsze rozwiązanie załogowego lądowania na Czerwonej Planecie i utworzenia tam placówki badawczej. Zamysł opiera się na budowie infrastruktury na Fobos, która byłaby swego rodzaju stacją zaopatrzeniową.

Pomysł badaczy zakładał kilka etapów w całym programie. W pierwszej kolejności na Fobos zostałyby wysłane pierwsze elementy infrastruktury. Następne misje polegałaby już na wysłaniu astronautów przy założeniu, że załoga nr 1 spędziłaby na tym księżycu około miesiąca, a nr 2 - rok. Ostatnia misja to już transfer z Fobos na Marsa.

Cały program w zamyśle badaczy opiera się na wykorzystaniu technologii, którą znamy - rakiety Space Launch System w najpotężniejszej konfiguracji Block 2 oraz kapsuły załogowej Orion. Według portalu Universe Today, spełnienie założeń badaczy wymagałoby łącznie 4-6 startów systemu SLS.

Ostatni lot uwzględniałby kapsułę Orion z 4 astronautami na Marsa, z których dwójka udałaby się na powierzchnię planety na około miesiąc, aby następnie wejść do modułu wznoszącego, wrócić na Fobos, a finalnie na Ziemię. Sukces misji byłby podstawą do wysyłania kolejnych ładunków z zaopatrzeniem do rozwoju stacji na księżycu i budowy infrastruktury na Czerwonej Planecie.

Argumenty za i przeciw

Propozycja wydaje się na ciekawa, natomiast należy podkreślić, że nie jest to oficjalne stanowisko NASA. Amerykańska agencja kosmiczna wciąż jest na etapie badania i opracowywania koncepcji załogowego lądowania na Marsie, w tym we współpracy z amerykańskim przemysłem.

Obecnie do uczestników przyszłej kolonizacji Czerwonej Planety możemy zaliczyć SpaceX oraz najpotężniejszą rakietę na świecie Starship/Super Heavy. NASA z pewnością będzie liczyć na ich pomoc. Do argumentów opowiadających za bazą na Fobos z pewnością można zaliczyć: punkt wyjścia do eksploracji Marsa, certyfikację systemów do załogowej eksploracji kosmosu lub potencjalne wykorzystanie surowców in-situ.

Z drugiej strony pojawia się pytanie, na które właściwie ciężko znaleźć odpowiedź. Czy propozycja na pewno wydaje się tanią opcją? Przy wykorzystaniu rakiety SLS oraz kapsuły Orion o bardzo wątpliwej jakości (wymagane byłoby przeprowadzenie szeregu prac naprawczych oraz modyfikacji) utrzymanie projektu w akceptowalnym budżecie byłoby nie lada wyzwaniem.

W perspektywie dzisiejszej pewnym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie rakiety Starship, być może wraz z docelową wersją lądownika. Wykorzystując system, NASA byłaby zdolna wynieść ładunki szybciej i taniej. Na ten moment ciężko oszacować koszt wystrzelenia ładunku po osiągnięciu pełnej operacyjności Starshipa, natomiast w przypadku budowy infrastruktury na Fobos, wciąż mówimy o olbrzymich kwotach.

Kolejną kwestią byłaby zapewne trudność w dotrzymaniu terminów poszczególnych misji. Budowa potencjalnej bazy na Fobos to właściwie oddzielny program wymagający szczegółowego przygotowania i testów unikalnych elementów infrastruktury, które odpowiadałyby na wyzwania stawiane przez księżyc Marsa, tj. niska grawitacja warunkująca właściwie poruszanie się i funkcjonowanie.

Nawet jeśli niektóre instrumenty bazowałby na wcześniejszej technologii, w tym marsjańskiej, wdrożenie i usprawnienie systemów na Fobos będzie wymagać czasu. W tym przypadku docelowa misja na Marsa, nawet przy założeniu posiadania niezbędnej technologii do najtrudniejszego procesu wejścia w cienką atmosferę, hamowania i wylądowania, oddala się.

Niemniej jednak zamysł badaczy wydaje się niezwykle interesujący. Kolonizacja Fobos byłaby kolejnym, dużym krokiem dla naszej cywilizacji. Oficjalne kanały NASA raczej nie mówią o budowie infrastruktury na księżycu Marsa. Być może wraz z postępującym podbojem kosmosu, wizja stanie się rzeczywistością. Cytując wspomnianego Artura Chmielewskiego: „To wszystko jest jednak daleką przyszłością”.