Névjegy

idegenzona_portre.jpg 

E-mail: prusiblog@gmail.com

 

Prusinszki István blogja földönkívüli létformák és intelligens idegen civilizációk keresésének alternatíváiról, űrkutatási aktualitásokról és csillagászati érdekességekről

Idegen Zóna

Látogatottság

idegenzona_olvasottsag_201807.jpg

Ajánló

szakdolgozat_hird.jpg

 
gondolatok_bloghird.jpg

 

meridian_logo_hirdetes.jpg

 

urvilag_ajanlo.jpg

 

mant_ujajanlo.jpg

 

mcse_ujajanlo.jpg

Szerzői jogvédelem

Az Idegen Zóna blog összes tartalma szerzői jogvédelem alatt áll. A blogon megjelenő anyagok másolása, kereskedelmi forgalomba való hozása tilos, a tartalom részleges felhasználása csak a szerző neve és a forrás szabályos feltüntetése esetén, a szerzői jog nemzetközi normáinak betartása mellett lehetséges.

AZ ŰRKOLONIZÁCIÓ KÜSZÖBÉN

Prusi 2015.06.13. 18:57

Hamarosan elérkezhet az az idő, amiről a legtöbb sci-fi író évtizedek óta álmodik. Amint a NASA Dawn űrszondája alaposan feltérképezi a Cerest, és a New Horizons szemügyre veszi a Plútó-rendszert, az emberiség elvégezte a Naprendszer feltérképezését, és megkezdheti a komplexebb, akár emberes missziók, végezetül kolonizáció megtervezését is – olvasható a hirado.hu összeállításában.

20150613_illusztracio_1.jpg

Az űrszektor legtöbb képviselője a belső Naprendszer „meghódítását” tartja a jelenlegi technológia révén megvalósíthatónak. Az első lépéseket holdi, majd marsi bázisok és telepek kialakításában látják, ahonnan könnyebben indíthatnánk el a mélyűri küldetéseket.

 

Kiindulópont a Hold és környezete

A holdi bázis kialakítását támogatja az Európai Űrügynökség következő vezetője, Johann-Dietrich Wörner is, aki Jean-Jacques Dordaintől veszi át a stafétabotot június 30. után. Úgy véli, hogy a Nemzetközi Űrállomást követően egy holdi bázis lehetne az újabb nemzetközi telep. Egy áprilisi szimpóziumon kifejtette, az állandó lunáris bázis fontos előrelépés lehet a mélyűr emberes feltérképezésében, emellett elősegítené, hogy az emberiség megtanulja, hogyan használja ki a rendelkezésre álló erőforrásokat ahelyett, hogy maga szállítaná fel őket, igen drágán.

Míg a méltán népszerű Marsot maga is megfelelő célállomásnak tartja, hangoztatta, hogy a Hold túloldalán létesített telep többek között a kozmológiai kutatást is elősegítené. Például égi kísérőnk kozmosz felé tekintő arca védett a földi sugárzásoktól, így egy ott kifejlesztett rádióteleszkóp szinte alig mérhető háttérzajjal tudná vizsgálni az univerzumot. Természetesen az ötlet nem új, de tanulmányozása helyett most már a cselekvésre kellene összpontosítanunk.

20150613_illusztracio_2.jpg

A marsi kolonizáció formálódó koncepciójának égisze alatt mindazonáltal sokan vitatják a holdi bázis szükségét és kivitelezhetőségét, a költségeket és a tudományos előnyöket. Ennek ellenére a kínai, a japán, az európai, az orosz és az iráni űrügynökség, valamint néhány magánvállalat mind abban reménykedik, hogy legkorábban 2025-re embert küldhet az égitestre. Bár terveik egyelőre nem kaptak határozott körvonalat, szinte mindannyian állandó bázisok felállításáról, bányászatról és a Hold precedens nélküli vizsgálatáról értekeznek.

Ezek a tervek még csak az emberes expedíciókat ölelik fel, még több ország tervezi az automata robotmissziók felbocsátását: Kína 2013-ban landolt a felszínén, és ezzel az első ország lett, amely az 1970-es évek után puha landolást hajtott végre. Európa, Japán, India, Oroszország, Észak- és Dél-Korea, valamint számos magánvállalat hasonló sikerben reménykedik.

 

Holdi kolónia vagy aszteroida?

És míg szinte minden iparosodott állam ambiciózus holdi terveket sző, az Egyesült Államok kivételt képez, bár néhány amerikai magánvállalat küldene fel embert, a NASA határozottan kijelentette, hogy nem szándékozik visszatérni a Holdra. 2010-ben Barack Obama elnök törölte a holdi visszatérés tervét, hogy teret adjon az igen ambiciózus aszteroidaeltérítési missziónak.

Bár az így befogott űrvándort is holdi pályára állítanák, a NASA reményei szerint ugródeszkaként funkcionálhat a Marsra. Charles Bolden, az űrügynökség vezetője idei európai körútja után kifejtette, a NASA mindennek ellenére izgalmas célpontnak tartja a Holdat, 2020-2030 között a ciszlunáris űrben – a Föld és Hold közötti térben – szeretne infrastruktúrát létrehozni, amellyel segítheti a vállalkozókat, nemzetközi partnereket és azokat, akik le szeretnének szállni égi kísérőnkre.

A cél tesztelni a technológiákat és tapasztalatot nyerni, mielőtt embereket küldenének a vörös bolygóra. Ennek megfelelően elsősorban az eme expedíciókhoz szánt lakómodulokat és azokhoz kapcsolódó rendszereket szeretnék szemrevételezni. A kivitelezhetőséghez többféle megközelítést vetettek fel, az egyik szerint kisebb, 10-12 tonnás modulokat fejlesztenek ki, és azokat „ingyenesen” – vagyis nem szükséges hozzá dedikált kilövés – viszik fel az Orion űrkapszulával. Ez a forgatókönyv viszont korántsem hatékony.

20150613_illusztracio_3.jpg

Előnyösebb lenne, ha nagyobb modulokat szállítanának fel a még készülő SLS-rendszerrel (Space Launch System), amely ráadásul nagyobb teret is biztosítana a későbbi telepeseknek. Megvalósíthatóságát a NextSTEP (Next Space Technologies for Exploration Partnerships ) program égisze alatt, többek között a Lockheed Martinnal vizsgálják.

David Kring, a Hold- és Bolygókutató Intézet szakembere szerint a holdi bázis alapvetően jobb kiindulópont lehetne a marsi úthoz, mint egy aszteroida, viszont megjegyzendő, hogy az új mérnökgeneráció főként az űrsiklókkal és a Nemzetközi Űrállomással szerzett tapasztalatokat, ahol gyakorlatilag alig van gravitáció, míg egy másik égitesten való landolásnál nemcsak ezt kell figyelembe venni, hanem például a légköri visszatérést is. Míg az aszteroidamisszió támogatói úgy tartják, hogy segítségével kifejleszthető az a technológia, amellyel elérhetik a marsi Phobosz és Deimosz holdat, landolhatnak rajtuk, és esetleg bányászhatnak is, Kring szavai szerint a marsi leszálláshoz olyan drága landoló egységet kell kifejleszteni, mint amelyet a Bush-éra alatt elfogadott és az Obama-éra alatt eltörölt Constellation programban álmodtak meg a Holdra.

Vagyis, míg az aszteroida-misszió ugyan olcsóbban közelebb viheti az asztronautákat a marsi landoláshoz, magát a leszállást nem segíti elő. Egy holdi landoláshoz például a landoló egységnek le kell tudnia annyira lassítani, hogy puhán érjen felszínt, és aztán fel is kell tudnia szállni. Csakhogy a Holdon nagyobb gravitáció éri az űrhajót, mint egy aszteroidán, így nemcsak a landolás veszélyesebb, hanem a felszállás is több üzemanyagot követel meg, vagyis jóval költségesebb.

 

Terraformálás vagy csak felfedezés?

Egyes teóriák mesterséges bioszférák létrehozásáról álmodoznak terraformálással – az adott égitest Földhöz hasonlóvá tétele baktériumokkal, üvegházhatás kiváltásával és egyéb megoldásokkal –, ahol az emberi élethez szükséges összes elem megtalálható. Mivel az űrszektor jó néhány éve kifejezetten a Marsra koncentrál, így nem meglepő, hogy egyesek már igyekeznek megtenni a kolonizációhoz vezető első lépéseket. Az egyik leghíresebb ötlet talán a 2012-ben indított holland Mars One projekt, amelyben 200 ezer jelentkezőből már kiválasztottak 40-et. A finalisták a projekt pénzügyi hátterének előteremtését segítő valóságshow keretén belül kezdik meg hamarosan kiképzésüket.

Az űrszektor egyik legelismertebb képviselője, a SpaceX alapítója, Elon Musk is kiállt a marsi kolonizáció mellett, amelyet egy gigantikus űrhajóval, a Mars Colonial Transporterrel lát elérhetőnek. Az Aeon magazinnak adott interjújában elmondta, elképzelése szerint, ha sikerül többször használatossá fejleszteniük, jócskán csökkenteni lehetne a hazautak költségeit.

20150613_illusztracio_4.jpg

Úgy vélekedik, ha sikerül megvetnünk lábunkat a negyedik bolygón, akkor majdnem biztosan a Naprendszert is meg tudjuk hódítani. Szerinte meglátogathatjuk majd a Jupiter holdjait, legalábbis némelyik külsőbbet, és talán a Szaturnusz Titán holdját, illetve aszteroidákat. Viszont még ő is úgy véli, hogy más csillagok belakása már kemény dió, hiszen az Alpha Centauri is négy fényévnyire van, így, ha a fénysebesség 10 százalékával tudunk haladni, akkor is 40 év, mire elérjük, ez pedig függ attól, hogy egyáltalán képesek vagyunk-e ezt a sebességet azonnal, gyorsítás nélkül elérni.

Mások szerint a kolonizáció koncepciója inkább a felfedezést, mintsem a letelepedést foglalja magában. Így vélekedik Jean-Jacques Dordain, az Európai Űrügynökség június végén leköszönő elnöke is. Szerinte a marsi expedíció a felfedezésről és arról szól majd, hogy lehetővé tegyük a földi élet jövőjét. Úgy hiszi, a Földön kívül nincs más alternatíva az emberiség számára, ezt már megtanulták az űrkutatásból. Nem tudunk megélni a Naprendszer más bolygóin, nem költözhetünk exobolygókra, mert túl messze vannak, legalábbis az ismert technológiák fényében, vagyis a Földön kell maradunk. Mindez azonban nem vonja magával, hogy csak és kizárólag anyabolygónkon keressük a boldogulásunkhoz szükséges megoldásokat.

Nyersanyagokat bányászhatnánk például a Holdon. Egy másik bolygót célzó expedícióval emellett megismerhetjük Földünk jövőjét. Néhány milliárd éve a Mars, a Föld és a Vénusz testvérbolygók voltak, bolygónk mégis nagyon eltérően fejlődött. A Marson is volt víz és légkör, mennyisége mára megritkult. Kifejtette, a földi életet is e két tényező teszi lehetővé, így ha megismerjük, hogy a negyedik bolygó miért változott meg ilyen drámaian, talán tanulhatunk belőle. Hangsúlyozta, az űr nem a Földhöz tartozik, hanem pont fordítva, és addig nem ismerhetjük meg saját bolygónkat, míg meg nem ismerjük az egész rendszert, amelyben élünk. A Hold, a Vénusz és a Mars pedig környezetünkhöz tartozik, ezért okvetlenül fel kell őket térképeznünk.

 

Bányászat és feldolgozás a helyszínen

Mindeközben például már a NASA-nál is olyan megoldásokon dolgoznak, amelyekkel a Marsot, a Holdat vagy egy aszteroidát elért űrhajósok megteremthetik az élethez szükséges feltételeket környezetükben. A Kennedy Űrközpontban azt tanulmányozzák, melyek a legjobb módszerek a helyszíni erőforrások kiaknázására, vagyis hogy a mélyűri célállomásokon hogyan tudnak az emberek nyersanyagokhoz hozzájutni. Az ilyen erőforrás lehet vízjég, fémek vagy éppen regolit (a szilárd kőzeteket borító laza anyagréteg). Eme utóbbi port, földet, kőzettörmeléket és egyéb rokon anyagokat ölel fel, megtalálható a Földön, a Holdon, egyes aszteroidákon és a Marson is.

Számos módszer kulcsfontosságú erőforrása a víz. A holdi víz jelenlétét már több szonda is megerősítette. Egyik nagy előnye, hogy hidrogénből és oxigénből áll, a két elem elválasztásával tehát lehetővé válik üzemanyagcellák működtetése. Egy üzemanyagcella a folyékony hidrogénhez hasonló elemből folyékony oxigénnel vagy egy másik oxidáló ágenssel kémiai reakcióra lépve elektromosságot állít elő. Emellett a hidrogén és oxigén a jelenleg ismert leghatékonyabb kémiai rakéta-üzemanyag, vagyis kivonása a helyi holdi környezetből lehetővé tenné, hogy a Holdat egyfajta „üzemanyagtöltő-állomásként” használják a Naprendszer távolabbi részeibe induló űrhajók. Az oxigén és a víz természetesen értékes létfenntartó nyersanyag is.

1965 óta egy egész robotszonda-flotta repült el a Mars mellett, keringett körülötte és landolt rajta. Együttesen igencsak kibővítették tudásunkat róla, ezzel segítve az emberi pionírok előtt kikövezni az utat. Ennek fényében már olyan tudományos robotkészülékeket is fejlesztenek, amelyekkel tüzetesebben szemügyre vehetik, milyen nyersanyagok állnak ott rendelkezésre és milyen mennyiségben. Az egyik ilyen a RASSOR (Regolith Advanced Surface System Operations Robot) nevet kapott, amelyet úgy terveznek, hogy meg tudja mászni a nehezebb terepeket.

20150613_illusztracio_5.jpg

Kerekeit egyfajta „merítőkanalakkal” szerelték fel, így menet közben tud majd mintákat gyűjteni a regolitból, és előkészítheti a landolási terepet a később érkezőknek. Erőforrásként a regolit ígéretes jelölt konstrukcióra, részben a felszíni talajmintákban nagy mennyiségben megtalálható vulkáni bazalt miatt. A bazalt hasznossága az építkezéseknél jól megfigyelhető a római építészetben, amely kiállta az évszázadok próbáját, mindmáig fennmaradt.

Miközben a NASA a kiszemelt mélyűri célpontok erőforrásainak kiaknázására fejleszt módszereket, a Nemzetközi Űrállomás legénységei az emberi szervezetet veszik górcső alá, illetve tesztelik a fejlett környezeti és létfenntartó rendszereket. A tápláléktermesztés és a szén-dioxid újrahasznosítása belélegezhető oxigénné létfontosságú tudás lesz az asztronautáknak. A Kennedy mérnökei egy hatalmas növesztőkamrában növényi élőhelyet is tanulmányoznak, hogy meghatározzák, milyen hatással van rájuk az űrben a hosszú távú mikrogravitáció. Hasonlóképpen a Veggie projekt pedig azt szemrevételezi, hogyan lehet megtermeszteni az élelmet az űrben. Utóbbit jelenleg az ISS-en alkalmazzák.

A nyersanyagok emberi hozzáférhetőségének és kiaknázhatóságának további tanulmányozása céljából az űrügynökség 2020-ra a Curiosity küldetésének sikerén alapuló marsi missziót tervez. A cél többek között megtalálni és jellemezni azokat az ősi környezeteket, amelyek életnek adhattak otthont, mintákat begyűjteni egy későbbi minta-hazaküldési misszióhoz, illetve tesztelni az oxigénkivonási technológiát a bolygó szén-dioxidban dús atmoszférájából, hogy felkészülhessenek az emberi missziókra.

 

Kivitelezhető-e az utazás?

De hogyan is jutnának el az emberek a Marsra? A NASA még fejlesztés alatt álló, 2500 tonnás SLS-rakétája az Orionnal felszerelve az 1972-es Apollo Hold-program óta először tudja majd alacsony Föld körüli pályán túli régióba vinni az űrhajósokat. Charles Bolden májusi közleményében már arról beszélt, hogy az út mintegy 8 hónapos időtartamát is szeretnék megfelezni. A szupergyors meghajtást lehetővé tévő technológia csökkentené az űrhajósokat érő sugárzás, valamint a misszió által megkövetelt táplálék és víz mennyiségét. Elképzelése részben az Aerojet Rocketdyne szakembereinek tervein alapszik, ami egy korszerű, napenergián alapuló elektromos meghajtórendszert (SEP) ölel fel. A vállalatnál igyekeznek növelni a teljesítményt, a jelenlegi 5 kilowattos (kW) hajtóműveket felváltani 10 kW-ossal, de akár az 50-100 kW-os teljesítményt is elérhetőnek tartják.

Persze a több hónapos út nemcsak unalmas, hanem igen veszélyes is az embereknek, hiszen jó adag sugárzás éri majd szervezetüket mind az űrben, mind a bolygón, ami megnöveli a rákos daganatok kifejlődésének rizikóját, emellett károsíthatja a petesejteket és hímivarsejteket is. Ezért az emberi élet és a költségek szempontjából is előnyösnek tartják, ha az asztronauták egyfajta hibernációban teszik meg az út nagy részét. A NASA természetesen ezt az opciót is vizsgálja.

Míg a „felfüggesztett életműködés” avagy sztázis állandó szereplője a sci-fi filmeknek és könyveknek, az orvostudomány mostanában kezdett el felzárkózni. A valóságban a terápiás hipotermia módszerével látják elérhetőnek. Az atlantai SpaceWorks vállalat tanulmányában ezt a lehetőséget vette szemügyre. A módszert a 2000-es évek elejétől használják a traumás betegek kezelésére. A torpor (mélyalvás) állapottal – ami nagyon lecsökkenti az anyagcsereütem mértékét – meghosszabbítják a betegek életét, mialatt az orvosok megmentésükön fáradoznak – magyarázta John Bradford, a vállalat mérnöke.

Napjainkban rendszerint csak három-négy napig alkalmazzák ezt a módszert, nem pedig több hónapig, ameddig a marsi oda-vissza út tartana. A tesztelést a Nemzetközi Űrállomáson képzelik el, állatokkal és emberekkel. Bradford szerint Kínában hosszabb ideig is alávetettek súlyos betegeket terápiás hipotermiának, némelyik 14 nap után „éledt fel”, és állapota nem különbözött a néhány napig „alvókétól.”

Űrrepülés során hasonlóan képzeli el a folyamatot, mint ahogyan azt már több mozifilm is felvázolta. A kéthetes időszakok szerinte kivitelezhetőek, és mindig lenne egy űrhajós, aki ébren van, ellenőrzi társai életjeleit és az életben tartó rendszereket, illetve kommunikál a külvilággal. Majd lassan, 2-3 nap alatt felébreszti soros társát, aki aztán nála aktiválja a hibernációt. Bradford szerint kevesebb mint 30 éven belül valósággá válhat ez az elképzelés.

20150613_illusztracio_6.jpg

A hibernáció könnyebbé és olcsóbbá is tenné a missziót, az űrhajósoknak elegendő lenne kisebb lakrész, a minimális anyagcserével pedig nincs szükség nagy mennyiségű élelemre, vízre és ruházatra. Sőt még a tornaeszközöket is az izmokat alvás közben stimuláló elektródákra lehetne cserélni. Ezáltal az így felszabaduló pénzösszeget felhasználhatnák arra, hogy az alvórészleg körül a hajó többi részéhez képest jócskán megnöveljék a védőpajzs vastagságát, így csökkenteni lehetne az emberi szervezetet érintő sugárzás mértékét.

A fizikai előnyök mellett ez az űrhajósok mentális egészségét is segítené, hiszen egyébiránt 8 hónapot kellene eltölteniük ébren egy szűk térben, minimális stimulációval, a köröttük tátongó vákuumban, ami igencsak elszigeteltté teszi őket. A szakember szerint az sem utolsó szempont, hogy a mélyalvás révén az űrügynökségek több űrhajóst küldhetnek fel egy űrhajón, ami ismét csak költséghatékony.

Természetesen a landolás sem lesz egyszerű, hiszen az Orion kapszula kis híján 10 tonnát nyom, és ebben még nincs benne a szervizmodul vagy a landoló rakéták. Míg a NASA az egytonnás Curiosityt egy külön e célra fejlesztett „égi daruval” helyezte el a marsi felszínre, az emberes misszióhoz óriási, felfújható hőpajzsot tervez, ami lelassítaná, és kivitelezhetőbbé tenné puha érkezését; vagyis ahhoz, hogy egy telepes csoport épségben elérje a Marsot, leginkább mérnöki megoldásokra van szükség.

Jeff Hoffman, a NASA korábbi asztronautája egy BBC szervezte tudományos szimpóziumon kifejtette, mindez nagyon drága vállalkozás, egyelőre nem is tudják megbecsülni, mekkora összegből lehetne embereket juttatni a negyedik bolygóra. Több tízmilliárd dollárról is szó lehet, bár úgy véli, hogy az Elon Muskhoz hasonló milliárdos vállalkozók sokat segíthetnek egy ilyen küldetésben.

 

Valós cél a közeli szomszédság?

Miközben többféle szcenárió is felvetült az űr benépesítésére, az űrszektor szakemberei szemüket egyelőre csak a belső Naprendszerre vetik. A közeli szomszédság felfedezése a jelenlegi technológiák továbbfejlesztésével elérhetőnek és reálisnak tűnik, kiaknázható is lehet, míg a külső Naprendszer, netán az azon túli régió emberes feltérképezése egyelőre csak a futurológusoknak és a tudományos-fantasztikum rajongóinak elképzelhető. A lokális univerzum emberi szemügyre vétele mellett sok ismert tudós és űrhajós – többek között Stephen Hawking és Buzz Aldrin – is letette már voksát, a holdi és a marsi bázis kialakítása az álomból lassan valósággá válhat.

20150613_illusztracio_7.jpg

A külső Naprendszer feltérképezését gyorsabban és hatékonyabban végzik el az automata űrszondák, mint az ember, legalábbis addig, amíg nem sikerül kifejleszteni megfelelően gyors hajtóművet. Sokan úgy vélik, amíg nem jutunk el a technológiai fejlettség eme szintjére, addig meg kell tanulnunk fenntarthatóan és hosszú távra tervezve élni a Földön, mert ezen tudás hiányában nincs is értelme más égitesten megvetnünk lábunkat.

FORRÁS: HIRADO.HU

Címkék: tudomány