Z BIEGUNÓW DO GWIAZD
Po co w ogóle eksplorować kosmos? Po co przekraczać kosmiczne granice dzięki kosmicznie drogim projektom? Nie brakuje opinii, że lepiej wszystkie nasze wysiłki skoncentrować jak najbardziej – dosłownie – przyziemnie, zamiast „trwonić” je na realizację ambicji wizjonerów/narcystycznych hochsztaplerów (niepotrzebne skreślić) takich jak Elon Musk. Opinie takie często wygłasza się korzystając nieświadomie z technologii, które nasze społeczeństwo zyskało dzięki programom kosmicznym. Z pewnością nie tylko po to, by podziwiać niebieskie zachody Słońca na Marsie, które czerwona planeta zawdzięcza cienkiej i pełnej pyłu atmosferze, w której światło inaczej się rozprasza niż na Ziemi.
Gotowi na wyprowadzkę?
I nawet nie tylko dla czystej nauki: nieżyjący już niedościgniony astrofizyk Stephen Hawking powiedział w maju 2017 roku, że „(…) ludzkość ma tylko 100 lat na skolonizowanie obcych planet. Epidemie, przeludnienie i zmiana klimatu uniemożliwią dalsze życie na Ziemi (...)”. Jeśli do tego czasu ludzie nie znajdą sposobu na dotarcie do innych planet, ludzkość czeka zguba.
Wygląda na to, że musimy przynajmniej spróbować odnaleźć i oswoić „planetę B”.
W kosmosie jesteśmy obecni od ponad pół wieku, kiedy to 12 kwietnia 1961 roku Jurij Gagarin spędził na pokładzie „Wostoka" 108 minut, wypowiadając pierwsze słowa na orbicie okołoziemskiej, które brzmiały: „Ach, jak pięknie…”. Obecnie mamy agencje kosmiczne, miliardowe budżety, nowe wyzwania i znacznie większą pewność, niż ta towarzysząca pierwszemu odliczaniu do startu. Co może pójść nie tak? Absolutnie wszystko. Profesjonaliści, skrupulatnie przestrzegane procedury, ale … zawsze ułamek niepewności. Jak 23 września 1999 roku, kiedy sonda warta około 700 mln dolarów spłonęła w atmosferze Marsa. Co zawiodło? Komunikacja między zespołami, tworzącymi oprogramowanie. Fragment software’u, tworzony w Anglii pisany był bowiem w oparciu o inne jednostki miary, niż część opracowana w USA przez NASA. Skoro zawieść mogą pozornie niezawodne obliczenia, to jak wielkim ryzykiem obarczona jest praca sprzętu w zupełnie obcych i nieprzyjaznych warunkach, a tym bardziej praca grupy ludzi, przebywających długo w odosobnieniu, a jednocześnie tak blisko innych astronautów, zdanych na technikę i na siebie?
Próba generalna
Trudne warunki, oddalenie, odosobnienie, a jednocześnie konieczność współpracy w małej, zamkniętej grupie – brzmi znajomo? Tak właśnie wygląda praca w rejonach polarnych, wyrywanie naturze tajemnic na stacjach badawczych Arktyki i Antarktyki. Rejony polarne i badania polarne stały się naturalnym poligonem doświadczalnym eksploracji kosmosu.
Misje analogowe to rozbudowane „próby generalne”, podczas których jest jeszcze miejsce na błąd. Taki błąd w kosmosie – na statku kosmicznym, może na Marsie, a może na Proximie B, która kilka lat temu rozpaliła wyobraźnię i została mocno na wyrost ochrzczona „drugą Ziemią”, może kosztować o wiele więcej. Jedną z misji analogowych było chińskie przedsięwzięcie PALACE Integrative Experimental Facility for Permanent Astrobase Life-support Artificial Closed Ecosystem. W tym przypadku skoncentrowano się przede wszystkim na samowystarczalności astronautów w odizolowanym środowisku: trzech ochotników przez 105 dni żyło w „laboratorium” o pojemności 500 m3 . Posadzili pięć rodzajów zbóż, piętnaście rodzajów warzyw i jeden owoc w kabinie roślinnej. Hodowali mączniaki jako źródło białka zwierzęcego. Rośliny wykorzystywały dwutlenek węgla produkowany przez mieszkańców „Księżycowego pałacu”, jak nazywano misję. Odpady i odchody były źródłem nawozu… 100 procent tlenu i wody oraz 55 procent żywności zostało poddane recyklingowi i zregenerowane w odizolowanym systemie.
Polska też może pochwalić się doświadczeniami z „habitatem” – czyli bazą odtwarzającą możliwie wiernie warunki kosmicznej, np. marsjańskiej misji. W 2017 roku firma Space Garden stworzyła niedaleko Piły ośrodek LUNARES, umożliwiający prowadzenie badań w dziedzinie psychologii czynników ludzkich podczas załogowych lotów kosmicznych i testów nowoczesnych technologii, nie tylko z sektora kosmicznego. Obiekt został całkowicie odizolowany od środowiska zewnętrznego, przewidziano również 250 m2 powierzchni na spacery kosmiczne. Infrastruktura bazy została przygotowana na ciągłe monitorowanie zdrowia i zachowania mieszkańców.
Polarne laboratorium
Rejony polarne oferują w sposób naturalny bezcenne poletko doświadczalne dla gwiezdnych misji. Niskie temperatury, śnieg, zalodzenie, silne wiatry, ciemność to idealne warunki do testowania funkcjonalności sprzętu, niezawodności źródeł energii, schronień, dostępu do żywności, i oczywiście zachowań ludzi w izolacji. Można wyliczać niemal bez końca: kluczowa i wrażliwa na otoczenie wydajność poznawcza, poczucie uwięzienia, depresja, konflikty w grupie, brak natychmiastowego dostępu do pomocy medycznej (w końcu to podczas wyprawy antarktycznej w 1961 roku radziecki chirurg Leonid Rogozow, przeprowadził udaną operację wyrostka robaczkowego … na samym sobie) zmiany odporności, telekomunikacja, transport.
Czego polarne misje analogowe nie testują? Nieważkości w kosmosie, słabszej grawitacji (na Marsie o połowę słabszej niż na Ziemi), ani zabójczego promieniowania kosmicznego.
Północ i Południe
Stacja FMars (Flashline Mars Arctic Resesarch Station) jest posadowiona na Wyspie Devon w Kanadzie, w liczącym ok. 39 mln lat kraterze. Towarzystwo Marsjańskie udostępnia ją NASA. Budynek przypominający silos zawiera funkcjonalne laboratoria i miejsce do życia dla analogowych astronautów. 23-kilometrowy krater znakomicie imituje wyjście w teren na Marsie i np. pobieranie tam próbek. Tu najlepiej przetestować skafander, który trzeba nie tylko założyć i udźwignąć, ale i podać w nim klucz francuski do naprawy czy przejść w nim dłuższy dystans podczas kosmicznego spaceru. W przyszłości przewiduje się, że FMars będzie obowiązkowym przystankiem szkoleniowym faktycznych marsjańskich odkrywców.
Ale co z południowymi rejonami polarnymi? Antarktyka pozostaje niezamieszkana, w przeciwieństwie do Arktyki nie rozwinęły się tu cywilizacje. Dzisiaj, pomimo nowoczesnych technologii, wrogie, niebezpieczne i nieznane środowisko Antarktyki z całkowitą izolacją fizyczną, zimną i wyraźną fotoperiodycznością jest prawdopodobnie najbardziej ekstremalne i na pewno najbardziej odizolowane na Ziemi. Tu przetrwanie człowieka na dłuższą metę zależy w 100% od technologii. Od 1947 roku na Wyspie Macquarie prowadzi się m.in. badania medyczne w ramach Australijskich Narodowych Wypraw Badawczych Antarktyki (ANARE). Jako rozszerzenie tego programu wspólne badania australijsko-amerykańskie dotyczące immunologii, mikrobiologii, psychologii i medycyny zdalnej przyniosły ważne dane i wgląd w to, jak ludzie przystosowują się do stresu związanego z ekstremalną izolacją, zamknięciem i surowym środowiskiem Antarktydy. Wieloletnie badania wykazały m.in. obniżoną reakcję immunologiczną uczestników misji.
Przyszłość jest teraz
Już teraz, zanim Elon Musk czy inny wizjoner doprowadzi do pierwszego ludzkiego kroku na powierzchni czerwonej planety, rejony polarne świadczą nam „kosmiczne” usługi. To tu bada się magnetosferę i aktywność słoneczną, której wyrazem są chociażby arktyczne i antarktyczne zorze. Tu tu, konkretnie na Svalbardzie, na górskiej równinie Platåberget funkcjonuje Svalbardzka Stacja Satelitarna. Jej odpowiednikiem antarktycznym jest Troll Satellite Station (TrollSat). To jedyne stacje naziemne, które dzięki swojemu położeniu w wysokich szerokościach geograficznych „widzą” wszystkie niskie satelity na orbicie polarnej zbierając sygnał przy każdym obrocie Ziemi. Orbita polarna to taki rodzaj orbity, na której satelita przelatuje nad obszarami okołobiegunowymi planety za każdym okrążeniem. Orbit polarnych jest bardzo wiele i mieszczą się na wysokościach od 100 do 1000 km nad powierzchnią Ziemi. Na orbitach polarnych zawieszonych jest wiele satelitów obserwujących Ziemię (np. seria Landsat), jak również Międzynarodowa Stacja Kosmiczna Alfa. Stacja na Platåberget i TrollSat zbierają i przekazują zatem mnóstwo ważnych informacji, z których korzystają najwięksi m.in. NASA, czy NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Może już wkrótce polarne rejony nie tylko będą zbierać informacje z kosmosu, ale wyślą nas dalej, niż umiemy sobie wyobrazić?
Autor: Anna Wielgopolan
