U klasičnim znanstveno-fantastičnim pričama o Marsu često se pojavljuju Marsovci sa naočarima koji napadaju Zemlju zbog svojih dragocjenih resursa. Ali stvarnost je takva da će u sljedećih dvadeset godina - uz sva tehnička i proračunska ograničenja - ljudi biti jedini koji će napadati Crveni planet. NASA je ove godine predstavila svoj najnoviji plan da sa Sunca skoči 300 milijuna kilometara na četvrti planet. Strategija predviđa stvaranje lunarne stanice u orbiti Mjeseca, koja će služiti kao posredna točka za svemirske letove na Mars na velike udaljenosti. Posada s posadom Deep Space Gateway služit će kao lansirna ploča za transport svemirskog prometa, inačicu Enterprisea svemirske agencije.
Početkom 2030-ih astronaut je mogao ostaviti prvi ljudski trag na drugom nebeskom objektu od 1969. Trebat će mu pametne sprave koje će omogućiti život na hladnom, negostoljubivom planetu, daleko od najbližeg mjesta koje bi se moglo nazvati "dom".
Voda, voda posvuda
Činjenica da na Marsu ima vode više nikoga ne iznenađuje. Površinske struje na Crvenom planetu, koje povremeno propuštaju, navode znanstvenike da vjeruju da bi se doista trebala nalaziti tekuća voda. NASA je prošle godine objavila da je također otkrila ogroman rezervoar leda smrznutog ispod čvrste površine planeta.
Međutim, vjerojatno je da će rani putnici na Mars imati lak pristup tim izvorima vode ili će im pristup biti preskup. Umjesto toga, budući astronauti mogli bi se poslužiti vrstom hvatača vode koji su razvili znanstvenici sa Sveučilišta Kalifornija u Berkeleyu.
Ovaj uređaj na solarni pogon koristi poseban metalno-organski okvir (MOF) za izvlačenje vode iz zraka u uvjetima najmanje 20 posto vlažnosti. Studija o ovoj temi objavljena je prošlog mjeseca u časopisu Science.
Promotivni video:
Ovim prototipom bilo je moguće prikupiti oko tri litre vode iz zraka za 12 sati, koristeći samo kilogram MOF-a. Okvir kombinira metale poput magnezija s organskim molekulama koje se nižu u kruta, porozna vlakna za pohranu plinova i tekućina.
"Ako je relativna vlažnost zraka na Marsu oko 20 posto ili više, ne razumijem zašto ovaj uređaj tamo ne može raditi", kaže Omar Yagi, koautor djela koji je prvi put izumio MOF prije 20 godina.
Iako bi vodena zamka bila izvrsno korisna na sušnim mjestima na Zemlji, takav bi uređaj radio i na potpuno suhom Marsu, gdje, usprkos pustinjskim uvjetima, relativna vlažnost zraka može doseći 80-100% noću - što je više nego dovoljno za usisavanje vode iz atmosfere.
Yagijev tim već radi na jeftinijem i učinkovitijem MOF-u za sorpciju vodene pare. „Samo je pitanje vremena kada će ova tehnologija postati ekonomski konkurentna. Ovo je važan korak prema budućnosti vodoopskrbe, ja to zovem "personalizirana voda".
Civilizacijski pečat
Ovih dana možemo 3D ispisati bilo što - čak i radne jajnike. Sposobnost proizvodnje alata i dijelova definitivno će pomoći marsovskim kolonistima koji ne mogu sve odnijeti sa sobom u jednom potezu.
Nedavno je tim sa Sveučilišta Northwestern pokazao sposobnost ispisa 3D struktura pomoću Marsovske i mjesečeve prašine. Točnije, ne prava prašina, već NASA-in imitator iste veličine i oblika. Istraživači, pod vodstvom Ramila Shaha, koristili su takozvani postupak 3D slikanja, koji koristi nove tinte koje je njezin laboratorij prethodno koristio za ispis stvari poput grafena i ugljičnih nanocijevi.
Studija je objavljena početkom ove godine u Nature Scientific Reports.
Sastojan od 90% težine prašine, 3D tiskani materijal vrlo je fleksibilan i izdržljiv poput gume. Može se "izrezati, valjati, presavijati i oblikovati prije 3D slikanja". Možete napraviti i LEGO kockice.
"Na mjestima poput drugih planeta i mjeseci s ograničenim resursima, ljudi će morati koristiti ono što je dostupno na ovom planetu da bi živjeli", kaže Shah, docent na Tehničkoj školi McCormick. "Naše 3D tinte doista otvaraju mogućnost ispisa različitih funkcionalnih ili strukturnih objekata za stvaranje staništa izvan Zemlje."
Dom daleko od kuće
NASA razvija vlastito rješenje za stanovanje na Crvenom planetu. Ovo je iglu.
Tehnički gledano, "Marsovska ledena kuća" velika je cijevna struktura na napuhavanje koja će sadržavati materijale prikupljene s planeta i zatvorene u ledenu školjku.
Ideja iza konstrukcije na napuhavanje je jednostavna za transport. Zašto led? Voda pruža izvrsnu zaštitu od zračenja, a to je jedna od najvećih opasnosti s kojima se ljudi suočavaju u svemirskim putovanjima. Dugotrajna izloženost može uzrokovati rak ili čak akutnu radijacijsku bolest.
Alternativno, stanovi, laboratoriji i druge zgrade mogli bi biti zakopani ispod površine, što bi natjeralo istraživače da žive poput troglodita. Ali Mars Ice Home nudi bolju perspektivu.
"Svi materijali koje smo odabrali prozirni su, pa će dio dnevnog svjetla izvana moći prodrijeti unutra i dati vam do znanja da ste u kući, a ne u špilji", rekao je Kevin Kempton, glavni istražitelj projekta Mars Ice Ice u NASA-i.
Jedna jabuka dnevno
Nejasno je je li znanstveno-fantastični hit Marsovac zapravo povećao prodaju krumpira, ali znanstvenici razvijaju sofisticirane samoodržive biljne farme koje će budućim astronautima pružiti svježe voće i povrće.
Primjerice, zajednički projekt NASA-e, Sveučilišta u Arizoni i privatnih poduzeća bio je bioregenerativni sustav za održavanje života (BLSS), koji predstavlja hidroponska biljna komora kojoj nije potrebno tlo (ili, još bolje, ljudski izmet) za proizvodnju hrane.
Sustav zatvorene petlje započinje vodom bogate hranjivim tvarima. Hranjiva voda podupire biljni korijenski sustav. Sustav istodobno koristi i biljkama i ljudima jer potonji emitiraju ugljični dioksid koji vegetacija apsorbira. Biljke, pak, proizvode kisik fotosintezom.
“Naš prvi veći projekt započeo je 2004. godine. Dizajnirali smo i izgradili komoru za uzgoj hrane na Južnom polu (Antarktik). Još uvijek je tamo i još uvijek radi”, kaže Jean Giacomelli, direktor Poljoprivrednog centra za upravljane okoliše i bivši glavni istražitelj projekta BLSS.
BLSS je predstavljen u biosferi 2, zatvorenom ekološkom sustavu u vlasništvu i upravljanju Australaca.
Izazovi pred nama
Očito je da treba još puno posla obaviti prije nego što astronauti počnu uzgajati ukusne crvene jabuke na Crvenom planetu. NASA i njezini komercijalni partneri još uvijek razvijaju rakete sljedeće generacije koje će podnijeti sve teške operacije budućih misija. U tijeku su i drugi projekti za stvaranje modula za stanovanje u dubokom svemiru koji će ljude odvesti na Mars.
I dalje postoje ozbiljne prepreke. Na primjer, problem zračenja. Znanstvenici koje financira ESA nedavno su najavili uređaj koji simulira svemirsko zračenje za proučavanje prijetnji i razvijanje rješenja za ublažavanje njegovih učinaka na ljude i opremu. Trenutno se zrakoplovna medicina usredotočuje na proučavanje kako ljudi ostaju zdravi i izdržljivi u dubokom svemiru.
Tu je i pitanje izbivanja od kuće. Jesu li ljudi dovoljno čvrsti da prežive tako dugo putovanje? O ovoj se temi također provode istraživanja u antarktičkim uvjetima.
Ove godine obilježit će se 60. godišnjica početka svemirskog doba, kada je Rusija prvi put lansirala svemirski satelit. Dolazak na Mars za manje od jednog stoljeća od ove prekretnice bit će povijesni trenutak koji najavljuje novu budućnost ljudske rase.
ILYA KHEL
