Wizjonerzy i ich marzenia. Czy ludzie zamieszkają kiedyś na Marsie?

Kto z nas nie oglądał „Marsjanina”! Ale jeśli ktoś jednak filmu nie widział, to krótkie streszczenie: mamy rok 2035, astronauta Mark Watney należy do sześcioosobowej załogi marsjańskiej misji Ares 3. Po niemal trzech tygodniach pobytu na Czerwonej Planecie, nad bazę Ares 3 nadciąga burza piaskowa, a te są tu częste i gwałtowne. Kataklizm zmusza członków ekspedycji do natychmiastowej ewakuacji do statku kosmicznego Hermes znajdującego się na orbicie planety i powrotu na Ziemię. Podczas drogi powrotnej Mark Watney zostaje uderzony i odrzucony przez lecące metalowe szczątki anteny. W jego skafandrze zostaje uszkodzony komputer monitorujący parametry biologiczne, więc reszta załogi myśli, że Mark zginął. Po krótkich poszukiwaniach ciała w szalejącej burzy pozostali astronauci podejmują decyzję o odlocie. Mark Watney jednak nie zginął, został tylko ranny. Kiedy odzyskuje przytomność, uświadamia sobie, że został sam na Marsie z niewielkimi zapasami jedzenia i wody, bez łączności z Ziemią. NASA i pozostali członkowie załogi Ares 3 uważają go za martwego, więc nie może liczyć na ratunek. Jest zdany wyłącznie na siebie. Mark jest inżynierem mechanikiem i botanikiem misji, więc rozpoczyna walkę o przetrwanie. Musi przeżyć na Marsie około czterech lat, bo wtedy na planetę powinna dotrzeć kolejna ekspedycja Ares 4.

Ludzie od lat marzą o podboju kosmosu, a zwłaszcza Marsa leżącego stosunkowo blisko Ziemi.

- Widziała pani film „Marsjanin”? Opowiada o facecie, który mieszka na Marsie rok. I mieszkanie tam jest możliwe. Musielibyśmy mieć jednak dom, tlen, żywność, środki do przemieszczania się. Musielibyśmy mieć zabezpieczenia przed burzami pyłowymi, które na Marsie są częste i gwałtowne - mówi Marek Oramus, polski pisarz fantastyki i publicysta. - Nie moglibyśmy tam także zbyt długo przebywać. Bo Mars jest mały, ma małe przyciągnie, a siła grawitacji jest dwa i pół raza mniejsza niż na Ziemi. A to szkodzi naszemu układowi kostnemu i mięśniowemu - dodaje Marek Oremus.

Elon Musk już od lat chce ratować ludzkość przed czekającymi ją problemami. Proponuje: poślijmy na Marsa śmiałków, którzy założą tam kolonie, a potem dolecą do nich inni Ziemianie. Musk kilka miesięcy temu ujawnił swoje plany na najbliższe lata.

Podczas przemowy na streamie ExploreMars.org na Twitchu stwierdził, że zamierza wysłać na Czerwoną Planetę ludzi już w 2024 roku, do 2050 roku ma na Marsie powstać samowystarczalne miasto. Musk zamierza też stworzyć do tysiąca statków typu Starship, które miałyby stanowić kosmiczną flotyllę do przewożenia ludzi oraz materiałów na Marsa. Wiadomo, że osoby, które jako pierwsze wyruszą na Czerwoną Planetę, muszą zdawać sobie sprawę z ryzyka takiej wyprawy, bo prawdopodobnie okupią taką podróż życiem.

- To nie lot na Marsa jest problemem. Trudniejsze będzie zbudowanie tam miasta - przyznał Elon Musk. Jego firma jest przekonana, że zbudowanie Starshipa, to tylko kwestia czasu. Pierwsze kilkaset osób będzie musiało zbudować na Marsie bazę, która pozwoli na przeżycie, w tym odpowiednią infrastrukturę do produkcji tlenu. Tlen jest potrzebny w ogromnych ilościach nie tylko do przeżycia, ale także jako paliwo rakietowe, bo też rakieta wykorzystuje silniki Raptor napędzane mieszanką ciekłego tlenu i nafty.

Dlaczego właśnie Mars? Leży stosunkowo blisko Ziemi, panują tam warunki sprzyjające powstaniu ludzkiej kolonii, choćby z powodu temperatury jego powierzchni czy składu atmosfery. Dodajmy do tego długość dnia zbliżoną do tego na Ziemi, czy wspomnianą przez Marka Oramusa grawitację, która ułatwi na przykład podnoszenie ciężkich przedmiotów.

Mark Watney, którego gra Matt Damon, żeby przeżyć na Marsie musi uprawiać ziemię, więc tworzy coś na kształt farmy. Film reprezentuje gatunek zwany fantastyką naukową, ale okazuje się, że holenderscy naukowcy przygotowali glebę naśladującą grunt marsjański i udało im się wyhodować dziesięć różnych roślin. Podczas pierwszych zbiorów udało się zebrać plony z takich roślin, jak: pomidory, groch, żyto, rokietta, rzodkiew i rzeżucha.

- Łączna biomasa uzyskana z gleby naśladującej Marsa nie różniła się istotnie od tej uzyskanej na kompoście doniczkowym, której użyliśmy jako grupy kontrolnej - mówił w 2015 roku badacz dr Wieger Wamelink. Celem eksperymentów jest dostarczenie podstaw do uprawy roślin na Marsie i Księżycu, aby nakarmić pierwszych osadników.

Po pierwszym eksperymencie dokonano kilku ulepszeń. Użyto tac wypełnionych mieszanką imitującą glebę księżycową i marsjańską zamiast małych doniczek, potem dodano materiału organicznego (świeżo ściętej trawy). To rozwiązało problem z podlewaniem, jaki botanicy mieli w pierwszym eksperymencie, a także z dodawaniem nawozu do gleby. Okazuje się też, że ziemia imitująca tę z Marsa ma wielki potencjał. Zebrane na marsjańskim gruncie warzywa na razie nie nadają się do spożycia - zawierają metale ciężkie, takie jak: ołów, arsen, rtęć, a także dużo żelaza. Dlatego ma dojść do trzeciej fazy eksperymentów. Ich zadaniem będzie zadbanie o bezpieczeństwo żywności. Rośliny hodowano w szklarni w warunkach stałej temperatury, wilgotności, światła i w atmosferze ziemskiej.

- To dlatego, że oczekujemy, iż wzrost pierwszych upraw na Marsie i Księżycu odbywać się będzie w podziemnych pomieszczeniach, aby chronić rośliny przed wrogim środowiskiem, w tym promieniowaniem kosmicznym - powiedział Wamelink. Naukowcy z Wageningen University & Research Centre używali gleby dostarczonej przez NASA. Mars imitowała gleba pochodząca z wulkanu na Hawajach, a Księżyc - z pustyni Arizona.

Na Marsie pewnie świetnie sprawdziłyby się farmy wertykalne, które znane są od lat. Co to takiego? Terminu „rolnictwo wertykalne” użył jako pierwszy już w 1915 roku Gilbert E. Bailey. Jego pierwotna propozycja - wysadzenie w powietrze części terenów rolnych i wykorzystanie ścian powstałych lejów powybuchowych (co miało powiększyć dostępny areał) na uprawy - brzmi absurdalnie, jednak sama idea przeniesienia rolnictwa w trzeci wymiar okazała się z perspektywy czasu trafiona. Zresztą, na podobnej zasadzie funkcjonowały uprawy tarasowe w świecie antycznym czy wiszące ogrody Semiramidy. Kenneth Yeang, zwany „ojcem zrównoważonych, bioklimatycznych budynków” zaprezentował w 1989 roku pierwszy znany koncept wieżowca bioklimatycznego - miejskiego budynku zeroenergetycznego o wielu funkcjach, z wertykalnymi tarasami do uprawy roślin włącznie. W kolejnych latach zajmował się projektowaniem tego typu wieżowców. Z kolei w 1999 roku Dickson Despommier w trakcie zajęć ze studentami Columbia University w Nowym Jorku zadał uczniom pytanie: jak poradzić sobie z problemami środowiskowymi w kontekście produkcji żywności? Studenci zaczęli opowiadać o uprawach na dachach budynków, na kolejnych zajęciach doszli do wniosku, że jeszcze lepszym rozwiązaniem jest umieszczenie upraw roślin i hodowli zwierząt wewnątrz wielopoziomowych budynków, oczywiście przy zapewnieniu im odpowiednich warunków życia. Despomierre oszacował, że pojedynczy trzydziestopiętrowy wieżowiec mógłby zapewnić pożywienie dla około 50 tysięcy osób - co oznaczało, że około 160 takich budynków wyżywiłoby cały Nowy Jork.

Rynek rolnictwa pionowego, według raportu Allied Market Reasearch, osiągnął wartość 2,23 mld dolarów w 2018 roku, a do 2026 szacuje się, że wzrośnie ona do 12,77 mld dolarów, ale też popyt na jedzenie będzie rósł.

Obecnie w miastach żyje 54 proc. światowej populacji ludzi - do 2050 roku odsetek ten zwiększy się do 66 procent. Będzie nas w ogóle więcej: do 2050 roku liczba ludzi wzrośnie z 6,9 mld do 9,2 mld. Tradycyjne rolnictwo jest coraz mniej wydajne. Tymczasem jego zamiennik wytwarza o 70 proc. więcej produktów rolnych i jednocześnie zużywa o prawie 90 proc. mniej wody.

Jedna z firm zajmujących się rozwojem technologii w rolnictwie już teraz wdraża farmy wertykalne w różnych miejscach na świecie: w Pekinie, Kapsztadzie, Dubaju i Singapurze.

Swoje wizjonerskie pomysły realizują także Polacy. USAGE to projekt, który ma na celu stworzenie instalacji akwaponicznej w wysoko zurbanizowanej przestrzeni.

- Instalacje akwaponiczne to instalacje, które pozwalają na uprawę roślin i hodowlę zwierząt, które potem możemy spożywać w systemach zamkniętych. Jeżeli lecimy na Marsa, to takie instalacje pozwalają nam tam żyć, bo woda krąży w systemie zamkniętym. Ale są one także przydatne na naszej planecie. Przede wszystkim dlatego iż mamy coraz mniej wody, a takie systemy pozwalają ją zaoszczędzić. Usytuowane w pobliżu dużych miast sprawiają, że żywność nie musi być dowożona. Poza tym, to żywność zdrowa, wiadomo, jak odżywiamy w tych systemach rośliny i zwierzęta, nie stosujemy antybiotyków. Dodatkowym aspektem projektu jest aspekt socjalny i edukacyjny, taka instalacja ma za zadanie integrację lokalnej społeczności, stworzenie nowych miejsc pracy oraz szerzenie wiedzy o gospodarce wodnej, zmianach klimatu i zdrowej żywności - tłumaczy Katarzyna Pala, prezes WSTI-H2O Sci-Tech.

Swój projekt stworzyli razem z Norwegami, w konsorcjum z Uniwersytetem Warszawskim, Politechniką Krakowską, CASE - Center for Social and Economic Research, NIVA (Norwegian Institute for Water Research), WSTI-H2O Sci-Tech (Water Science and Technology Institute - H2O SciTech) oraz The Fridtjof Nansen Foundation at Polhøgda.

W konkursie IdeaLab Call for Full Proposals są na liście rezerwowej Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

- Nad projektem pracowaliśmy 3 miesiące. Na początku uczestniczyliśmy w warsztatach, na których powstała wstępna koncepcja i wstępna ocena pomysłu. Następnie już w ramach utworzonego konsorcjum, pracowaliśmy nad detalami, to znaczy nad skalą, budżetem, głównymi założeniami itp. - opowiada Katarzyna Pala. - Jeśli chodzi o instalacje akwaponiczne, to jest to trend, który dopiero niedawno się narodził i zyskuje zwolenników. Na świecie istnieją podobne instalacje, ale ich koszt jest jeszcze zbyt wysoki, aby spopularyzować takie rozwiązania na dużą skalę, dlatego też jest ich niewiele - dodaje Katarzyna Pala.

Wydaje się więc, że na Marsie moglibyśmy przeżyć, w każdym razie potrafilibyśmy wyprodukować potrzebną do przetrwania żywność.

Nagradzany dziennikarz Stephen L. Petranek, autor książki: „Jak będziemy żyć na Marsie”, twierdzi, że w 2027 roku ludzie po prostu osiądą na Czerwonej Planecie. Idzie nawet o krok dalej, uważa, że życie na Marsie jest nie tylko możliwe, ale i nieuniknione, to taki niezbędny plan awaryjny dla ludzkości. Prywatne firmy - kierowane przez takich przedsiębiorców, jak Elon Musk, Jeff Bezos, Paul Allen i sir Richard Branson - holenderskie reality show i misja kosmiczna Mars One, NASA czy chiński rząd należą do wielu grup rywalizujących o pierwszeństwo i otwarcie drzwi dla osadnictwa na tej planecie.

Stephen L. Petranek sporo przewidział, w lipcu 2020 roku z kosmodromu Wenchang na południu Chin na Marsa wyruszyła pierwsza chińska misja. Bezzałogowa ekspedycja na Czerwoną Planetę pokazuje ambicje Pekinu, który dąży do zajęcia czołowej pozycji w globalnym wyścigu kosmicznym.

Ekspedycja, nazwana Tianwen-1 w nawiązaniu do starożytnego wiersza „Pytania do niebios”, ma dotrzeć na Marsa w lutym przyszłego roku. W ramach misji planowane jest wejście na orbitę, lądowanie i wypuszczenie na powierzchnię Czerwonej Planety łazika badawczego, który będzie ją badał przez ok. 90 dni. Jeśli misja się powiedzie, Chiny staną się pierwszym krajem, któremu uda się zrealizować wszystkie te trzy elementy w ramach swojej pierwszej ekspedycji na Marsa.

Z kolei w marcu Rosjanie przełożyli na 2022 rok bezzałogową misję na Marsa ExoMars Europejskiej Agencji Kosmicznej i rosyjskiego Roskosmosu. Pierwotne plany przewidywały start misji latem tego roku.

Szefowie ESA i Roskosmosu stwierdzili, że konieczne będzie przeprowadzenie dodatkowych prób statku kosmicznego i jego elementów. Przyznali jednak, że „końcowa faza ExoMars jest zagrożona ogólnym zaostrzeniem epidemii w krajach europejskich”.

Jak powiedział szef rosyjskiej agencji Dmitrij Rogozin, decyzja była „trudna, ale dobrze przemyślana”. Dodał, że sytuacja w Europie nie pozwala ekspertom na wizyty u partnerów. Stojący na czele ESA Jan Woerner wyjaśnił natomiast, że unijna agencja chce być „100-procentowo pewna sukcesu misji” i dlatego nie może sobie pozwolić na żaden margines błędu.

Do dzisiaj podjęto 38 prób wysłania sondy w kierunku Marsa. Z powodu sporej liczby nieudanych misji, przyrównuje się czasami przestrzeń w pobliżu Marsa do Trójkąta Bermudzkiego. Dziesięć misji zakończyło się awarią, zanim sonda dotarła na orbitę okołoziemską bądź nie powiódł się odlot na trajektorię międzyplanetarną. Cztery sondy zostały pomyślnie wysłane w kierunku Marsa, jednak zamilkły, zanim dotarły do celu (trzy rosyjskie i jedna japońska). Sześć sond nie udało się wprowadzić na orbitę bądź zamilkły bardzo szybko. Fiaskiem zakończyło się także sześć (w tym cztery radzieckie) spośród jedenastu lądowań na Marsie. Za sukces można uznać trzy misje przelotowe, dziesięć orbitalnych i pięć lądowań. Pięć misji, które dotarły do Marsa, posiadały zarówno moduły orbitalne, jak i lądowniki. Licząc je podwójnie, osiemnaście z czterdziestu dwóch próbników zakończyło się sukcesem, w tym osiemnaście z trzydziestu dwóch, które pomyślnie zostały wysłane w kierunku Marsa. Dzięki nim Mars jest najlepiej poznaną, oczywiście oprócz Ziemi, planetą Układu Słonecznego.

Mars okazał się szczególnie pechowy dla Rosjan: niemal wszystkie ich misje zakończyły się porażką, a nieliczne, które dotarły do planety, zebrały niewiele danych.

Ale wracając jeszcze do „Jak będziemy żyć na Marsie”, zdaniem Stephena L. Petranka, życie na Marsie będzie dla nas wszystkich ratunkiem w obliczu wyczerpywania się zasobów wody, zmian klimatu i wielu innych katastrof: od ataków terrorystycznych po uderzenia meteorytów. Aby przetrwać, musimy stać się gatunkiem kosmicznym. Stephen L. Petranek uważa, że potrzeba około 300 lat, aby przystosować Marsa do ludzkich potrzeb, ale może stać się dla ludzkości prawdziwym edenem. Na Czerwonej Planecie możemy zamieszkać w specjalnie zaprojektowanych siedliskach już w ciągu najbliższych dwudziestu lat.

- Wielu pisarzy, lepiej lub gorzej próbowało przedstawić nasze życie na innej planecie, chociażby na Marsie, ale ono zawsze było tylko karykaturą tego życia na Ziemi. Są dziesiątki pomysłów, jak takie życie mogłoby wglądać, ale dla mnie to bajka. Musimy się pogodzić z tym, że nie polecimy dalej niż na Marsa. A tam takiego życia, jakie znamy, nie ma. Jeśli mnie pani pyta, czy jednak warto próbować, to zapytam panią, jaka jest wartość ludzkiego życia? Te wszystkie media, które dzisiaj kibicują wielkim wizjonerom, będą pierwszymi, które rzucą w nich kamień, jeśli na Marsie zdarzy się tragedia. Jeśli poleci tam ktoś, kogo nie będziemy w stanie ściągnąć z powrotem na Ziemię - mówi prof. Łukasz Turski, popularyzator nauki i publicysta. I oddaje: - Te całe rozważania o podróżach na Marsa wydają mi się dzisiaj szczególnie niehumanitarne. Bo oto zmarnowaliśmy całe lata dobrobytu. Teraz, w ostatnim czasie przyszło nam się zderzyć z prawdziwym przysmakiem katastrofy, jaka może spotkać nas tu, na Ziemi, z COVID-19, który przecież nie jest dżumą. I co się okazało? Że nie jesteśmy w stanie sobie z tym wyzwaniem poradzić, a raczej, że radzimy sobie kiepsko. A wie pani dlaczego? Bo lata całe zajmowaliśmy się głupotami.