Milan M. Ćirković

Naučni savetnik Astronomske opservatorije u Beogradu

Vreme čitanja: 8 minuta

Foto: iStock

*Tekst je deo rubrike „Popularna nauka sa Milanom M. Ćirkovićem“

U slučaju Marsa ima dosta razloga za potpuno racionalno očekivanje da će ova planeta jednog dana biti trajno nastanjena samodovoljnim ljudskim kolonijama koje neće biti tek istraživačke postaje, već istinski nove i autentične ljudske kosmičke kulture.

 

Niko ne bi poverovao…

Dž. Vels, sam početak Rata svetova (1897)

Februara 2021. medijski smo „prisustvovali“ pravoj maloj invaziji, ali ne Marsovaca na Zemlju, kakva je opisana u legendarnom Velsovom romanu Rat svetova, već zemaljskih sondi na Mars. U roku od svega desetak dana, između 7. i 18. februara, čak tri sonde sa naše planete su stigle u blizinu „crvene planete“, tj. ušle u orbitu oko Marsa ili se spustile na površinu. Inteligentni Marsovci poput Velsovih bi se zaista mogli (dodatno) naljutiti zbog dolaska ovih emisara naše planete do njih baš u doba trajanja najveće pandemije još od 1919. godine – posebno kad se uzme u obzir da u Velsovom romanu marsovska invazija u suprotnom smeru, na Zemlju, biva pobeđena upravo od strane naših, zemaljskih patogena. Vels je kao patogene odgovorne za naše spasenje označio bakterije – virusi će biti „zvanično“ otkriveni oko godinu dana (!) nakon izlaska njegovog romana iz štampe – ali čitava ideja je u toj meri originalna i ispred svog vremena da je to danas jako teško adekvatno oceniti. U svakom slučaju, naša je velika sreća što inteligentni Marsovci uistinu ne postoje. Sa druge strane, da li postoje mikroskopski „Marsovci“, odnosno rudimentarna, na mikroorganizmima zasnovana marsovska biosfera, i dalje je otvoreno pitanje, čijem sadašnje misije treba da doprinesu. U ovom tekstu ću dati ultrakratki prikaz ovih aktuelnih misija, kao i njihovog mesta u širem kontekstu interakcije ljudi sa susednom planetom.

Pa pođimo redom. Pre svega, zašto par prethodnih godina nije bilo misija na Mars, a sad odjednom imamo tri? Ovakva „gustina“ poseta zemaljskih robota našem planetskom susedu posledica je zakona nebeske mehanike: sonde se lansiraju u određenim vremenskim prozorima, kada je relativni položaj Zemlje i Marsa takav da omogućuje optimalnu putanju između dva nebeska tela. Ovi prozori pojavljuju se svakih 780 dana, odnosno približno dve godine i dva meseca. U suštini, radi se o proceduri koju su sugerisali pioniri astronautike poput Ciolkovskog, Hohmana i Oberta: postavimo sondu u dovoljno izduženu orbitu oko Sunca koja preseca orbite i Zemlje i Marsa, nakon čega je sami Keplerovi zakoni dovedu sa tačke u kojoj se nalazi naša planeta do one tačke u kojoj se nalazi i Mars. Dakle, 99% vremena nije potreban nikakav pogon, čista inercija obavlja sav „posao“ putovanja. Ova, najjeftinija od svih mogućih putanja, se često naziva i Hohmanovom putanjom ili Hohmanovim transferom. Kad se nađe dovoljno blizu Marsa, sonda mora da izvrši još najmanje jedan manevar da bi ušla u orbitu, odakle se potom deo za spuštanje (lender) ukoliko postoji, spušta na površinu. Obzirom da signalima treba, putujući brzinom svetlosti, oko desetak minuta da stignu sa Marsa na Zemlju u momentu kad se vrši ubacivanje u orbitu ili sletanje na planetu, kao i još toliko za bilo koju dvosmernu komunikaciju, jasno je da se ovim manevrima ne može upravljati iz kontrole misije. Oni se moraju obavljati automatski, odnosno pod nadzorom više ili manje autonomne veštačke inteligencije.

Jedan takav lansirni prozor otvorio se u julu prošle godine, tako da su ga iskoristile tri kosmičke agencije čije su sonde nedavno stigle do Marsa nakon putovanja od oko 7 meseci. Od najnovijih sondi, prva je do Marsa stigla sonda Al-Amal, odnosno Nada, prva interplanetska letelica Ujedinjenih Arapskih Emirata, lansirana raketom japanske megakorporacije Mitsubishi. Nakon što je proputovala skoro pola milijarde kilometara, Nada je 8. februara 2021. godine uspešno izvršila manevar ulaska u stabilnu orbitu oko Marsa. Time je otpočela serija merenja i posmatranja u kojima bi trebalo, ako sve bude po planu, da provede naredne dve godine, koliko je zvanično trajanje misije. Obzirom da je veoma čest slučaj da veštački sateliti rade mnogo duže nego što je nominalno trajanje misije i obzirom da su najrizičnije „kritične faze“ misije već završene, niko se neće začuditi ako misija bude operativna i nakon proleća 2023.

Nada je mala sonda, uporediva po veličini i masi sa prosečnim putničkim automobilom. Za napajanje instrumenata koristi 2 solarna panela koji obezbeđuju oko 900 W električne energije kojima se pune baterije sonde. Obzirom na njenu skromnu veličinu, ovo je više nego dovoljno za uspešno funkcionisanje, čak i kad se uzme u obzir smanjena efikasnost solarnih ćelija u okolini Marsa, koji je u proseku oko 50% udaljeniji od Sunca od naše planete, što čini fluks Sunčevog zračenja oko 2,25 puta manjim od onog u orbiti oko Zemlje. Osnovni naučni ciljevi Nade odnose se na posmatranja Marsove atmosfere, naročito dnevnih i godišnjih promena vremena, temperaturnih profila na raznim delovima planete, te onih sastojaka atmosfere koji se nalaze u veoma malim koncentracijama, kao što su vodonik, metan i vodena para, ali mogu igrati potencijalno značajnu klimatsku ulogu. Po mnogo čemu, Nada je prvi pravi marsovski ekvivalent mnogobrojnih zemaljskih meteoroloških satelita.

Ova misija ima i neminovni širi društveni značaj. Ona ukazuje, ne samo na čvrstu rešenost UAE da krenu putem naučnog i tehnološkog razvoja, udaljujući se od modela ekstraktivne ekonomije, već i na potrebu promocije naučnog mišljenja u arapskom svetu, naročito među mladima. Ovo je naročito naglašavao šeik Mohamed bin Rašid Al-Maktum, vladar Dubaija i premijer UAE, kao glavni politički pokrovitelj misije, apostrofirajući naziv sonde kao „nadu za milione mladih u arapskom svetu“ da će postati deo moderne, kosmičke ere. Kosmička agencija UAE je unapred najavila da će svi podaci misije biti slobodno dostupni i deljeni sa više od 200 naučnih ustanova na planeti. Da li će njihovi dalji, ambiciozni planovi koji uključuju i letove sa ljudskom posadom (moguće uz blisku saradnju sa Indijskom kosmičkom agencijom) biti ostvareni, ostaje da se vidi. Uključivanje novih igrača u astronautiku i kosmičku industriju jeste, kao što smo već pominjali, jedna od odlika godina u kojima živimo.

 

Postani Prijatelj Talasa

 

Zatim imamo kinesku misiju Tianwen-1, koja uključuje i orbiter i lender i rover. Ime koje potiče iz jednog drevnog kineskog epa, u slobodnom prevodu znači „nebeska pitanja“ ili „pitanja upućena nebu“. Mnogi aspekti kineske misije drže se (naravno) u tajnosti i teško je doći do njih, ne samo usled zvanične cenzure, već dobrim delom i autocenzure kineskih naučnika i inženjera koji na kosmičkom programu rade. Ono što jeste poznato je da je kineska svemirska agencija CNSA učestvovala u ruskoj misiji Fobos-Grunt koja je, iako odlično zamišljena, doživela neuspeh prilikom transfera iz zemaljske u Hohmanovu putanju ka Marsu 2011. godine. Kinezi su tom prilikom konstruisali nesuđeni orbiter – koji je osnovica za današnji Tianwen-1, lansiran 23. jula 2020. godine kineskim glavnim teškim nosačem, raketom Dugi marš 5, a u orbitu oko Marsa uspešno ubačen 10. februara 2021. Planirano je da se rover spusti iz orbite na Mars u maju ove godine, gde će se uglavnom baviti geomorfologijom i geohemijom Marsa – čemu će naročito doprineti dubinski radar procenjenog dometa od oko 100 m ispod površine. Zanimljivo je da je planirano da se Tianwen rover spusti u oblast poznatu kao Utopijska ravnica (Utopia Planitia), relativno blizu mestu spuštanja Vikinga-2, Nasine misije iz 1976. godine, poznate po prvim eksperimentima potrage za marsovskim mikroorganizmima.

Nekoliko inovacija prati profil misije Tianwen-1, od kojih je verovatno najzanimljivija zadrška od 3 meseca za spuštanje lendera i rovera. Ovaj period se koristi da bi se daleko detaljnije snimila predviđena lokacija spuštanja, te smanjile mogućnosti da topografija terena oteža ili onemogući nastavak misije. Ovo je svakako bolje rešenje od unapred fiksiranih svih detalja misije, jer je sa Zemlje – ili iz arhivskih snimaka iz orbite Marsa – nemoguće biti sasvim siguran u aktuelnu situaciju na nekoj marsovskoj lokaciji. Za razliku od recimo Meseca, Mars je promenljiv svet, mada u znatno manjoj meri od Zemlje, naravno. Velike peščane oluje, povremena klizišta, a verovatno i potresi, utiču na lokalnu topografiju. Stoga ima smisla pokušavati da se profil misije učini što fleksibilnijim i rukovoditi se maksimalno lokalnim i aktuelnim parametrima.

Druga zanimljivost jeste da je od septembra prošle godine, pa sve do ulaska u orbitu, tokom druge polovine leta do Marsa, kinesku sondu pratila majušna mobilna kamera, kojoj je cilj bio da se „mota“ oko glavne letelice i prosleđuje slike kontroli misije. Ovo omogućuje da se proveri integritet delova, pre svega toplotnog štita lendera kao jedne od najrizičnijih komponenti čitavog sistema. Problem „nevidljivosti“ spoljne površine oduvek je bio veliki problem u kosmičkoj, ali i avionskoj industriji. Havarija šatla Kolumbija 2003. godine, kao i više velikih avionskih nesreća (npr. pad džambo-džeta DC-10 odmah po poletanju sa čikaškog aerodroma O’Hara 1979. godine u kojem je izgubilo život 273 osobe), bar delom su posledica činjenice da piloti, posada i kontrola misije nisu bili svesni oštećenja na spoljašnjosti letelice. Korišćenje autonomnih kamera je, očigledno, rešenje ovog problema, omogućeno zahvaljujući ekstremnoj minijaturizaciji i nanotehnologiji.

I tu dolazimo do Nasinog programa koji nosi zvanično ime Mars 2020, ali će izvesno biti daleko poznatiji po imenima rovera Upornost (Perseverance) i minijaturizovanog drona Domišljatost (Ingenuity) koji bi trebalo da bude prvi marsovski helikopter. Nakon velikih uspeha prethodnih roverskih misija, Nasa je ovaj put u projektu koji je otpočeo još 2012. godine pokušala nešto drugo, pokazujući time da u domenu robotskih misija – za razliku od onih sa ljudskom posadom, o čemu smo pisali – nema još uvek realnu konkurenciju. Prilikom ocena realnih Nasinih rezultata u istraživanju „crvene planete“, treba imati u vidu, na primer, podatak da njena najdugotrajnija misija, 2001 Mars Odyssey odlično funkcioniše u orbiti oko Marsa nakon potpuno fascinantnih 7282 dana (u trenutku pisanja ovog teksta)! Mars 2020 je sebi postavio veoma težak zadatak, da prevaziđe briljantne rezultate prethodne misije, koja je nosila zvaničan naziv Mars Science Laboratory, ali je poznata pre svega po roveru Curiosity koji je i dalje operativan i vrlo živahan na Marsu (ali i na tviteru i drugim društvenim mrežama!).

Jedan od originalnih aspekata ove misije jeste prvi marsovski helikopter, Domišljatost koji će, ako sve bude po planu, biti prva letelica koja je ikada letela u atmosferi nekog drugog nebeskog tela. Tokom 30-dnevne misije, ovaj malecki dron (mase svega 1,8 kg) obaviće pet letova korišćenjem baterija kapaciteta od 2 amper-časa. Procenjeno je da je let Domišljatosti ekvivalentan letu kroz Zemljinu atmosferu na visini od 30 hiljada metara – daleko više nego što je leteo bilo koji helikopter ikada konstruisan.

Rover Upornost se uspešno spustio 18. februara 2021. u region kratera Jezero, a sama lokacija spuštanja je nazvana u čast istaknute spisateljice naučne fantastike Oktavije Batler. U pitanju je takođe oblast severne Marsove hemisfere relativno blizu Utopijske ravnice. Rover ima 19 kamera i 2 mikrofona koji su već preneli poznate scene stenovitog i suvog marsovskog pejzaža, ali i šum vetra sa „crvene planete“. Za pogon svih sistema on koristi termoizotopski generator koji proizvodi struju iz toplote dobijene raspadom plutonijuma – za razliku od korišćenja solarnih panela, ova energija će biti stabilna i noću i nezavisno od vremenskih prilika na Marsu. Čitav pogon staje u kutiju veličine tipične mašine za pranje veša. Generator je atestiran za rad narednih 14 godina (!), po ko zna koji put demonstrirajući vrhunsku pouzdanost nuklearne energije. Istraživački program Upornosti veoma je bogat i sastoji se od čitavog niza geofizičkih, geohemijskih, petroloških i meteoroloških istraživanja. Jedan od najzanimljivijih programa je testiranje tehnologije za proizvođenje male količine slobodnog kiseonika (O2) iz marsovskog ugljen-dioksida (CO2). Ovo bi potencijalno moglo da igra ogromnu ulogu u planovima za let sa ljudskom posadom, ali i za ideje, poput onih istaknutog savremenog kosmičkog inženjera Roberta Zubrina, o proizvodnji raketnog goriva i oksidanta na licu mesta, tj. na samom Marsu.

Aspekat misije koji je bio u fokusu od prvih nacrta jeste priprema za misiju povratka uzoraka na Zemlju. Upornost će, tokom narednih par godina, sakupljati uzorke tla na raznim lokacijama na Marsu i smestiti ih u naročite visokootporne kanistre. Ovi kanistri bi trebalo, po načelnoj ideji Nase, da budu pokupljeni od strane docnije misije i vraćeni u prvom povratnom letu na relaciji Mars – Zemlja. Da se ovo shvata ozbiljno, potvrđuje i činjenica da je još 2018. godine evropska aerosvemirska kompanija Airbus pobedila na tenderu za izradu studije o izvodljivosti vozila za povratak uzoraka. Prema preliminarnim planovima, povratna misija trebalo bi da bude lansirana 2026, sa povratkom na Zemlju 2031. godine (premda treba napomenuti da su ovo planovi pravljeni pre pandemije Covid-19, te su kašnjenja i pomeranja rokova moguća). Naravno, glavni cilj analize uzoraka jeste da se vidi da li u tlu Marsa postoje organska jedinjenja koja bi ukazivala na postojeće ili fosilne mikroorganizme, dakle suštinski slično onome što je pokušavala misija Viking pre skoro pola veka, ali sada sa redovima veličine poboljšanom hemijskom analitikom i daleko dubljim teorijskim uvidima u mogućnost nezavisne abiogeneze.

Mada je autor ovog teksta lično oprezni optimista u pogledu postojanja tekućeg ili fosilnog života na Marsu, ovoj temi se medijski ionako pridaje preveliki značaj. Sonde koje su poslate da proučavaju i sasvim izvesno beživotna nebeska tela, poput misije MESSENGER (Merkur) ili New Horizons sonde koja je 14. jula 2015. proletela pored Plutona, obavljaju ništa manje vredan posao kad je nauka u pitanju. Sonde koje za cilj imaju Mars, međutim, imaju još jednu očiglednu poentu: one pripremaju teren za čoveka. I to ne samo za kratkotrajno ljudsko prisustvo u formi kratkih poseta jednom suštinski negostoljubivom telu, kao što je bio slučaj sa misijama projekta Apolo na Mesec. Naprotiv, u slučaju Marsa ima dosta razloga za potpuno racionalno očekivanje da će ova planeta jednog dana biti trajno nastanjena samodovoljnim ljudskim kolonijama koje neće biti tek istraživačke postaje, već istinski nove i autentične ljudske kosmičke kulture. Upravo ta vizija, koja je motivisala velikane svemirske tehnologije, od Konstantina Ciolkovskog do Ilona Maska, jeste ono što bi valjalo da nam bude na umu kad se o istraživanju obližnje planete radi. Ako već nema Velsovih Marsovaca – nije li najprirodnije očekivati da neki od naših potomaka postanu pravi, humani Marsovci?

(Autor koristi priliku da se zahvali dr Milanu Stojanoviću, jednom od najvrednijih pregalaca na polju astronautike kod nas, na kvalitetnim kritičkim primedbama.)

Pročitajte i: 

*Stavovi izraženi u kolumnama predstavljaju isključivo lične stavove autora, a ne stavove uredništva Talasa.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *