Kolonizacija Marsa

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Umetničko viđenje ljudske baze na Marsu. U isječenom dijelu se vidi podzemna bašta za hortikulturu, a na površini lijevo veliki broj ogledala solarne elektrane.

Hipotetička kolonizacija Marsa interesantna je kako javnim svemirskim agencijama, tako i privatnim korporacijama, a imala je opsežan tretman u romanima naučne fantastike, filmu i umjetničkim djelima.

Organizacije su predložile planove za slanje ljudske misije na Mars, Prvi korak ka bilo kakvim naporima kolonizacije do sada su prijedlozi planova organizacije za slanje ljudske misije na Mars, ali nijedna osoba do sada nije kročila na planetu. Međutim, landeri i roveri uspješno su istražili površinu planete i pružili informacije o uslovima na tlu. Predložene su virtuelne posjete Marsu, koristeći haptičke tehnologije, koje mogu prethoditi ljudskoj posjeti planeti.[1]

Razlozi za kolonizaciju Marsa uključuju radoznalost, potencijal ljudi da pruže detaljnija opservaciona istraživanja od bespilotnih rovera, ekonomski interes za resurse planete i mogućnost da bi naseljavanje drugih planeta moglo smanjiti vjerovatnoću ljudskog izumiranja. Poteškoće i opasnosti uključuju izlaganje zračenju tokom putovanja na Mars i na njegovu površinu, toksično tlo, slabu gravitaciju, izolacija koja prati udaljenost Marsa od Zemlje, nedostatak vode i hladne temperature.

Najnovije angažovanje ka istraživanju trajnog naselja uključuju i javne svemirske agencije — ESA, ISRO, Nasa, Roskosmos i CNSA — i privatne organizacije — Boing, Lokid Martin i .Spejs eks

Sličnosti sa Zemljom[uredi | uredi izvor]

Poređenje veličine Zemlje i Marsa.

Zemlja je slična svojoj „sestri planeti“ Veneri po sastavu, veličini, gustini i površinskoj gravitaciji, ali Mars je po parametrima koji su bitni pri kolonizaciji znatno bliži Zemlji. Neki od njih su:

  • Dan na Marsu (naziva se sol) traje približno isto kao dan na Zemlji. Solarni dan na Marsu traje 24 sata 39 minuta i 35,244 sekunde.

Za više informacija pogledati članak Merenje vremena na Marsu.

  • Ukupna površina Marsa iznosi 28,4% površine Zemlje (144.798.500 km²), što iznosi samo malo manje od ukupne površine kopna na Zemlji (148.939.100 km², što predstavlja 29,2% ukupne površine Zemlje). Prečnik Marsa je duplo manji od prečnika Zemlje, i njegova masa iznosi jednu desetinu Zemljine ukupne mase. Stoga je i zapremina Marsa manja od zapremine Zemlje (iznosi oko 15% Zemljine zapremine), a takođe ima i manju prosečnu gustinu od Zemlje.
  • Nagib ose rotacije Marsa iznosi 25,19°, što je veoma slično nagibu ose rotacije Zemlje, koji iznosi 23,44°. Zbog toga na Marsu takođe postoje godišnja doba, kao i na Zemlji, ali traju duplo duže, jer jedna godina na Marsu (vreme za koje planeta obiđe pun krug oko Sunca) traje 1,88 Zemaljskih godina (686,98 zemaljskih dana, ili 668,5991 sola). Severni pol Marsa trenutno je usmeren ka sazvežđu Labud, a ne ka sazvežđu Mali medved kao severni pol Zemlje.
  • Po poslednjim podacima koje su prikupile sonde Orbitalni istraživač Marsa, Mars ekspres i Feniks, vidi se da je na površini Marsa prisutna značajna količina vodenog leda.

Razlike[uredi | uredi izvor]

  • Mada postoje ekstremofili koji opstaju u veoma negotoljubivim sredinama na Zemlji, uključujući tu i okruženja koja su približna uslovima na površini Marsa, biljke i životinje generalno ne mogu preživeti u uslovima koji vladaju na površini Marsa.[2]
  • Površinska gravitacija na Marsu iznosi 38% one koja je na Zemlji. Mada je poznato da je mikrogravitacija uzročnik mnogih zdravstvenih problema poput gubitka mišićne mase i slabljenja kostiju[3][4], još nije dokazano da će isti uticaj na ljudsko telo imati i smanjena gravitacija na površini Marsa. Mars Gravity Biosatellite je bila predložena misija koja bi ispitala uticaj ovakvog okruženja na ljudsko telo, ali nikada nije ostvarena.[5]
  • Mars je dosta hladniji od Zemlje – prosečna temperatura na površini Marsa kreće se između −87 °C i −5 °C.[6][7] Poređenja radi, najniža temperatura izmerena na površini Zemlje iznosi −93.2 °C, izmerena na Antarktiku (najniža izmerena temperatura vazduha je −89,2 °C)[8][9], dok je prosečna temperatura gledano za celu planetu +15 °C.

U letnjim mesecima, i na Marsu se temperatura u ekvatorijalnim regionima penje iznad +10 °C.

  • Voda se u tečnom agregatnom stanju može javiti na površini Marsa, ali samo pod određenim uslovima.[10][11]
  • Pošto je Mars 52% udaljeniji od Sunca u odnosu na Zemlju, količina solarne energije koja dospeva do gornjih slojeva atmosfere po jedinici površine (solarna konstanta) iznosi samo oko 43,4% od količine koja dospe do gornjih slojeva atmosfere na Zemlji.[12] Pa opet, zbog daleko tanje atmosfere kroz koju svetlost mora da prođe, do površine Marsa dospeva više solarne energije nego do površine Zemlje (zbog njene guste atmosfere).[13][14]
  • Ekscentricitet orbite Marsa je veći od ekscentriciteta orbite Zemlje, zbog čega su izraženije varijacije temperature i solarne konstante.
Poređenje atmosferskog pritiska
Lokacija Pritisak
Vrh Olimpa na Marsu 0,03 kilopaskala
Prosek na Marsu 0,6 kilopaskala
Dno Helas platinije 1,16 kilopaskala
Armstrongova granica 6,25 kilopaskala
Mont Everest[15] 33,7 kilopaskala
Zemlja; nivo mora 101,3 kilopaskala
  • Zbog skoro nepostojeće magnetosfere, u kombinaciji sa retkom atmosferom – gustina atmosfere iznosi manje od 1% gustine Zemljine atmosfere – na površinu Marsa dospeva velika količina ultraljubičastog zračenja, što bi za ljude predstavljalo stalan rizik po zdravlje na duže staze.
  • Atmosferski pritisak na Marsu je daleko ispod Armstrongove granice do koje ljudi mogu preživeti bez presurizovanih odela. Pošto se teraformiranje ne može uzeti kao brzo rešenje, na površini Marsa morali bi da postoje presurizovani moduli (moduli pod pritiskom) u kojima bi kolonisti mogli da borave, i u kojima bi se pritisak održavao na nivou između 30 i 100 kPa.
  • Atmosferu Marsa čine: 95% ugljen-dioksid, 3% azot, 1,6% argon, a ostatak sačinjavaju u veoma malim količinama gasovi, među kojima i kiseonik, i oni zajedno zauzimaju samo oko 0,4%.
  • Parcijalni pritisak CO2 na Marsu iznosi 0,71 kPa, za razliku od 0,031 kPa na Zemlji. Trovanje ugljen-dioksidom (hiperkapnija) kod ljudi počinje na 0,10 kPa. Čak i za biljke parcijalni pritisak CO2 iznad 0,15 kPa je otrovan. Stoga je vazduh na Marsu otrovan i za biljke i za životinje, čak i pri sniženom parcijalnom pritisku.[16]

Uslovi za ljudske naseobine[uredi | uredi izvor]

Uslovi na površini Marsa sličniji su uslovima na Zemlji odbilo kog drugog nebeskog tela u Sunčevom sistemu, uključujući sve planete i njihove prirodne satelite. Približni uslovi se mogu naći samo u oblacima Venere na određenim visinama.[17] Međutim, površina planete nije pogodna za život ljudi, kao ni bilo kog drugog za sada otkrivenog organizma, zbog veoma niskog atmosferskog pritiska, niskog nivoa kiseonika (koji čini samo 0,1% atmosferskih gasova) i nedostatka vode u tečnom stanju (mada su otkrivene značajne količine vode u čvrstom agregatnom stanju).

Godine 2012. objavljeno je da su neke vrste lišajeva i cijanobakterija preživele i pokazale izvanredan adaptivni kapacitet za fotosintezu nakon 34 dana u simuliranim uslovima koji vladaju na Marsu unutar Laboratorije za simulaciju Marsa (engl. Mars Simulation Laboratory) nemačke svemirske agencije.[18][19][20]

Umetničko viđenje teraformiranog Marsa iz 2009. godine.

Ljudi su istražili predele Zemlje na kojima vladaju slični uslovi kao na Marsu. Na osnovu merenja koja su sproveli marsovski roveri agencije NASA temperature (na niskim visinama) na Marsu su slične onima koje vladaju na Antarktiku.[21] Atmosferski pritisak na visinama koje su dostigli baloni sa ljudima (35 km 1962[22], 38 km 2012. i 41,4 km 2014. godine[23]) sličan je pritisku koji vlada na površini Marsa.[24]

Da bi ljudi mogli kontinualno da žive na površini Marsa potrebno je da se razviju kompleksni sistemi za održavanje uslova za život, napredniji od onih koji se koriste u današnji zaštitnim odelima kosmonauta, kao i moduli za habitaciju sa visokim stepenom zaštite od zračenja.

Teraformiranje Marsa[uredi | uredi izvor]

Trenutno su u toku rasprave o tome da li je moguća teraformacija Marsa kako bi na njemu mogli da žive mnogi organizmi, među njima i ljudi, bez potrebe za zaštitnim odelima i sličnim pomagalima. Govori se o nekoliko metoda kojima bi ovaj proces mogao da se sprovede, mada je većina tih metoda vezana za tehnologije koje još nisu razvijene.[25]

Radioaktivnost[uredi | uredi izvor]

Mars ne poseduje globalno magnetsko polje, poput geomagnetskog polja koje poseduje Zemlja. Pošto je atmosfera Marsa veoma retka, do površine dopire velika doza jonizujućeg zračenja. Sonda Odiseja na Marsu 2001. ima instrument, nazvan Mars Radiation Environment Experiment (MARIE), koji je projektovan da ispita kolika je opasnost radioaktivnosti na Marsu po ljude. MARIE je otkrio da je radioaktivnost u orbiti oko Marsa 2,5 puta veća od one koja vlada na Međunarodnoj svemirskoj stanici. Prosečna doza zračenja iznosila je oko 22 milirada po danu (220 mikrogreja po danu, ili 0,08 greja godišnje).[26] Trogodišnje izlaganje ovoj količini zračenja (ljudska misija na Mars trajala bi od 2,5 do 3 godine) blisko je granici koju je trenutno postavila agencija NASA. Nivo zračenja na površini Marsa verovatno bi bio manji, i dosta bi zavisio od nadmorske visine na kojoj se ljudi nalaze i od lokalnih magnetskih polja koja postoje u određenim regionima Marsa. Gradnja habitacionih modula pod zemljom (na primer u lava cevima koje već postoje ispod površine) značajno bi smanjila izloženost kolonista štetnom zračenju. Protonske oluje, koje se povremeno dešavaju na Suncu, značajno bi povećale nivo zračenja koje dopire do površine, pa čak i gradnja habitacionih modula ispod površine možda ne bi pružila dovoljan nivo zaštite.

Ostalo je još puno toga da se nauči o efektima radioaktivnosti u svemiru. Agencija NASA je 2003. godine u Džonsonovom svemirskom centru otvorila postrojenje – NASA Space Radiation Laboratory, u kojem se akceleratori koriste za simulaciju zračenja u svemiru. U postrojenju se proučava uticaj zračenja na žive organizme i metode zaštite.[27] U početku se smatralo da nizak nivo zračenja tokom dužeg perioda nije tako opasan[28], međutim, u studiji sprovedenoj 2006. utvrđeno je da protoni koji potiču od kosmičkog zračenja mogu naneti duplo više štete DNK nego što se ranije smatralo, i time se uvećava opasnost da astronauti obole od raka i drugih bolesti.[29] NASA trenutno radi na nekoliko različitih metoda za zaštitu od radioaktivnosti tokom boravka u svemiru, među kojima su korišćenje vode i polje sile (force field, koje se do sada pojavljivalo samo u naučnofantastičnim filmovima).[29]

Transport[uredi | uredi izvor]

Međuplanetarno putovanje[uredi | uredi izvor]

Mars snimljen sondom Viking 1 (1980)

Od svih planeta u Sunčevom sistemu, samo za putovanje do Venere je potrebno manje uložene energije po jednici mase do putovanja do Marsa. Koristeći Hohmanovu trajektoriju (transfernu orbitu), do Marsa se stiže za devet meseci.[30] Postoje i druge, skraćene, trajektorije kojima se do Marsa stiže za šest ili sedam meseci, ali je za njih potrebna veća količina goriva tako da se za sada koriste samo za lansiranje robotizovanih istraživačkih sondi ka Marsu. Skraćivanje putovanja ispod šest meseci zahteva ekponencijalno uvećanje potrebne količine goriva, tako da je to nemoguće postići hemijskim raketnim motorima, ali je možda moguće koristeći inovativne metode pogona koji su danas u povoju, a u koje spadaju jonski pogon, VASIMR[31] i nuklearni pogon. Upotrebom VASIMR pogona do Marsa je moguće stići za 40 dana[32], dok se upotrebom nuklearnog pogona put skraćuje na oko svega dve sedmice.[33]

Tokom putovanja od Zemlje do Marsa, u međuplanetarnom prostoru ljudima preti visok nivo radioaktivnosti, od koje se oni moraju zaštititi. Kosmičko zračenje i solarni vetar uzrokuje oštećenja DNK, i tako se značajno uvećava rizik od dobijanja raka. Uticaj međuplanetarnog putovanja na ljude još nije poznat, jer nije dovoljno istražen, ali se procenjuje da se rizik od raka uvećava između 1% i 19%, a najverovatnije 3,4% pri putovanju muškaraca od Marsa nazad do Zemlje. Za žene ove vrednosti su još veće zbog većih žlezda.[34]

Sletanje na Mars[uredi | uredi izvor]

Gravitacija na Marsu iznosi 0,38 gravitacije na Zemlji, dok je gustina Marsove atmosfere oko 0,6% gustine Zemljine.[35] Relativno jaka gravitacija planete i aerodinamički efekti koji se manifestuju pri velikim brzinama kojima sonda ulazi u atmosferu otežavaju sletanje letelica velike mase na površinu Marsa, i nemoguće je koristiti samo reaktivne pogone i raketne motore kao što je to bio slučaj kod misija projekta Apolo. S druge strane, atmosfera je previše retka i ne pruža dovoljno otpora da se letelica spusti samo uz pomoć padobrana. Zbog svih ovih promenljivih, inženjeri će morati da smisle potpuno novi sistem za sletanje velikih modula sa ljudskom posadom na površinu crvene planete.[36]

Pod pretpostavkom da će se u budućnosti razviti materijali od ugljeničnih nanocevi, čvrstine preko 130 GPa, moguće je da se korišćenjem te tehnologije napravi svemirski elevator (lift) na koji bi pristajale svemirske letelice i zatim se spuštale do površine planete.[37] Korišćenje svemirskog elevatora predloženo je i za marsovski mesec Fobos.[38]

Oprema neophodna za kolonizaciju[uredi | uredi izvor]

Za kolonizaciju Marsa biće potrebna široka lepeza letelica i druge opreme – one koju će direktno koristiti ljudi kao i one opreme koja će na površini služiti za proizvodnju vode, hrane, goriva, energije i kiseonika za disanje. Od neophodne opreme biće potrebno[33]:

Umetničko viđenje staklene bašte za proizvodnju hrane i kiseonika na površini Marsa.[39]
  • stanište (moduli pod pritiskom) u kojima će živeti,
  • postrojenja za skladištenje,
  • postrojenja u kojima će kolonisti raditi,
  • oprema za ekstrakciju sirovina – prvo za proizvodnju vode i kiseonika, a kasnije i za vađenje minerala i pravljenje materijala za izgradnju,
  • oprema i postrojenja za proizvodnju električne energije, bilo da je u pitanju napajanje iz solarnih panela ili nekog drugog vida elektrane (npr. nuklearne),
  • oprema i objekti za proizvodnju i obradu hrane,
  • oprema za proizvodnju goriva, pri čemu se većinom misli na vodonik i metan[40], koja se uz kiseonik kao oksidans mogu koristiti za hemijske raketne motore,
  • goriva ili neki drugi vid pogona vozila za transport po površini planete. Motori pogonjeni kombinacijom ugljen-monoksid/kiseonik (CO/O2) su predloženi za pogon prvih vozila za transport kolonista po površini, jer se i ugljen-monoksid i kiseonik mogu relativno lako dobiti elektrolizom cirkonijum-dioksida iz atmosfere Marsa, a da se pri tome ne moraju koristiti zalihe vode koje će biti korišćene za dobijanje vodonika,[41]
  • oprema za komunikaciju.

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Drehle, David Von (15. 12. 2020). „Humans don’t have to set foot on Mars to visit it”. Washington Post (na jeziku: engleski). Pristupljeno 25. 3. 2021. 
  2. ^ „Can Life exist on Mars?”. Mars Academy. ORACLE-ThinkQuest. Arhivirano iz originala 22. 2. 2001. g. 
  3. ^ Fong, MD, Kevin (12. 2. 2014). „The Strange, Deadly Effects Mars Would Have on Your Body”. Wired (magazine). Pristupljeno 12. 2. 2014. 
  4. ^ „Gravity Hurts (so Good)]”. NASA. 2001. Arhivirano iz originala 24. 11. 2012. g. Pristupljeno 16. 01. 2015. 
  5. ^ „Mars Mice”. science.nasa.gov. 2004. Arhivirano iz originala 12. 04. 2023. g. Pristupljeno 16. 01. 2015. 
  6. ^ Hamilton, Calvin. „Mars Introduction”. 
  7. ^ Elert, Glenn. „Temperature on the Surface of Mars”. 
  8. ^ Coldest spot on Earth identified by satellite, Jonathan Amos, BBC News, 9 December 2013.
  9. ^ The Coldest Place on Earth: -90 °C and below from Landsat 8 and other satellite thermal sensors, Ted Scambos, Allen Pope, Garrett Campbell, and Terry Haran, American Geophysical Union fall meeting, 9 December 2013.
  10. ^ Hecht, M.H. (2002). „Metastability of Liquid Water on Mars”. Icarus. 156 (2): 373—386. doi:10.1006/icar.2001.6794. 
  11. ^ Webster, Guy; Brown, Dwayne (10. 12. 2013). „NASA Mars Spacecraft Reveals a More Dynamic Red Planet”. NASA. Pristupljeno 2. 3. 2014. 
  12. ^ Mars, in Earth's Image | DiscoverMagazine.com
  13. ^ „Arhivirana kopija” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 5. 3. 2016. g. Pristupljeno 16. 1. 2015. 
  14. ^ 1957SvA 1..547S Page 547
  15. ^ West, John B. (1. 3. 1999). „Barometric pressures on Mt. Everest: new data and physiological significance”. Jap.physiology.org. Arhivirano iz originala 16. 09. 2017. g. Pristupljeno 15. 5. 2012.  Proverite vrednost paramet(a)ra za datum: |year= / |date= mismatch (pomoć)
  16. ^ Coffey, Jerry (5. 6. 2008). „Air on Mars”. Universe Today. Pristupljeno 2. 3. 2014. 
  17. ^ Landis, Geoffrey A.; Colozza, Anthony; LaMarre, Christopher M. (jun 2002). „Atmospheric Flight on Venus” (PDF). Glenn Research Center, National Aeronautics and Space Administration. Arhivirano iz originala (PDF) 3. 11. 2004. g. 
  18. ^ Baldwin, Emily (26. 4. 2012). „Lichen survives harsh Mars environment”. Skymania News. Arhivirano iz originala 28. 05. 2012. g. Pristupljeno 27. 4. 2012. 
  19. ^ de Vera, J.-P.; Kohler, Ulrich (26. 4. 2012). „The adaptation potential of extremophiles to Martian surface conditions and its implication for the habitability of Mars” (PDF). European Geosciences Union. Arhivirano iz originala (PDF) 8. 6. 2012. g. Pristupljeno 27. 4. 2012. 
  20. ^ „Surviving the conditions on Mars”. DLR. 
  21. ^ „Extreme Planet Takes Its Toll”. Mars Exploration Rovers. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology. 12. 6. 2007. Arhivirano iz originala 02. 11. 2013. g. Pristupljeno 16. 01. 2015. 
  22. ^ „Higher, Farther, and Longer — Record Balloon Flights in the Second Part of the Twentieth Century”. U.S. Centennial Of Flight Commission. Arhivirano iz originala 30. 4. 2003. g. Pristupljeno 22. 9. 2014. 
  23. ^ Markoff, John (24. 10. 2014). „Parachutist’s Record-Breaking Fall: 26 Miles, 15 Minutes”. The New York Times. Pristupljeno 24. 10. 2014. 
  24. ^ „Barometric Pressure vs. Altitude Table”. Sable Systems International. 2014. Arhivirano iz originala 25. 10. 2007. g. Pristupljeno 16. 1. 2015. 
  25. ^ Zubrin, Robert M.; McKay, Christopher P. „Technological Requirements for Terraforming Mars”. 
  26. ^ „References & Documents”. Human Adaptation and Countermeasures Division, Johnson Space Center, NASA. Arhivirano iz originala 30. 5. 2010. g. 
  27. ^ „Space Radiobiology”. NASA/BNL Space Radiation Program. NASA Space Radiation Laboratory. 1. 11. 2011. Arhivirano iz originala 24. 09. 2013. g. Pristupljeno 17. 01. 2015. 
  28. ^ Zubrin, Robert (1996). The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must. Touchstone. str. 114—116. ISBN 978-0-684-83550-1. 
  29. ^ a b Gutierrez-Folch, Anita (2009). „Space Radiation Hinders NASA’s Mars Ambitions”. Finding Dulcinea. Arhivirano iz originala 28. 09. 2013. g. Pristupljeno 17. 01. 2015. 
  30. ^ Stern, David P. (12. 12. 2004). „#21b, Flight to Mars: How Long? Along what Path?”. From Stargazers to Starships. Phy6.org. Pristupljeno 1. 8. 2013. 
  31. ^ „Variable-Specific-Impulse Magnetoplasma Rocket”. Tech Briefs. NASA. 
  32. ^ „Ion engine could one day power 39-day trips to Mars”. New Scientist. 
  33. ^ a b Zubrin, Robert (1996). The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must. Touchstone. ISBN 978-0-684-83550-1. 
  34. ^ „Space radiation between Earth and Mars poses a hazard to astronauts.”. NASA. Arhivirano iz originala 05. 04. 2010. g. Pristupljeno 16. 01. 2015. 
  35. ^ Williams, Dr. David R. (1. 9. 2004). „Mars Fact Sheet”. NASA Goddard Space Flight Center. Pristupljeno 18. 9. 2007. 
  36. ^ Atkinson, Nancy (17. 7. 2007). „The Mars Landing Approach: Getting Large Payloads to the Surface of the Red Planet”. Pristupljeno 18. 9. 2007. 
  37. ^ „The Space Elevator - Chapters 2 & 7”. Arhivirano iz originala 3. 6. 2005. g. Pristupljeno 16. 1. 2015. 
  38. ^ Weinstein, Leonard M. „Space Colonization Using Space-Elevators from Phobos” (PDF). 
  39. ^ Bryan, William (25. 2. 2016). „The Real Martian Technologies: Our Little Green Friends”. Nasa. Pristupljeno 25. 2. 2016. 
  40. ^ Belluscio, Alejandro G. (7. 3. 2014). „SpaceX advances drive for Mars rocket via Raptor power”. NASAspaceflight.com. Pristupljeno 14. 3. 2014. 
  41. ^ Landis (2001). „Mars Rocket Vehicle Using In Situ Propellants”. Journal of Spacecraft and Rockets. 38 (5): 730—735. doi:10.2514/2.3739. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Dodatna literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]