Wyzwania związane z atmosferą Marsa dla przyszłych misji załogowych
Badanie możliwości wysłania ludzi na Marsa wymaga pokonania licznych wyzwań, z których niemałym jest samo w sobie wrogie środowisko Marsa. W przeciwieństwie do Ziemi, która zapewnia atmosferę nadającą się do oddychania i stosunkowo stabilne warunki, Mars prezentuje szereg niebezpieczeństw, które okazałyby się natychmiast śmiertelne dla niechronionych gości. Wśród najbardziej krytycznych czynników dla przetrwania człowieka jest możliwość dostępu do odpowiedniej atmosfery lub jej wytworzenie, co stanowi ostry kontrast z obecnym stanem planety.
Powietrze, którym oddychamy na Ziemi, jest głównie mieszaniną gazów, przeważnie azotu (około 78%) i tlenu (około 21%). Chociaż wdychamy tę całą mieszaninę, nasze ciała są specyficznie przystosowane do wykorzystania tlenu, wydalając pozostałe gazy podczas wydechu. Ta równowaga jest kluczowa dla podtrzymania życia, jakie znamy.
Na Marsie warunki atmosferyczne są dramatycznie odmienne. Marsjańska atmosfera jest niezwykle cienka, posiadająca objętość odpowiadającą zaledwie 1% ziemskiej. Ta niska gęstość oznacza, że ogółem jest znacznie mniej gazu. Ponadto jej skład jest diametralnie różny. Dwutlenek węgla, który na Ziemi występuje tylko w śladowych ilościach i jest toksyczny w wysokich stężeniach, stanowi oszałamiające 96% marsjańskiej atmosfery. Tlen, kluczowy dla ludzkiego oddychania, prawie nie istnieje, stanowiąc zaledwie jedną dziesiątą procenta.
Próba oddychania marsjańskim powietrzem bez systemów podtrzymywania życia skutkowałaby natychmiastową śmiercią. Brak tlenu spowodowałby szybkie uduszenie. Potęgując ten śmiertelny problem, jest niezwykle niskie ciśnienie atmosferyczne. To niskie ciśnienie spowodowałoby jednoczesne zagotowanie płynów w ludzkim ciele, takich jak krew, wraz z początkiem uduszenia, nie pozostawiając żadnych szans na przeżycie.
Poza problemami atmosferycznymi, Mars prezentuje inne surowe warunki. Na powierzchni brakuje znaczących ilości ciekłej wody, a temperatury spadają do ekstremalnie niskich wartości, często spadając poniżej -73 stopni Celsjusza (-100 stopni Fahrenheita) w nocy. Pomimo tych ogromnych wyzwań, życie na Ziemi wykazało zadziwiającą odporność, rozwijając się w podobnie ekstremalnych środowiskach, takich jak kominy hydrotermalne głębin morskich, lód antarktyczny i głębokie formacje skalne podpowierzchniowe, z których w wielu brakuje tlenu lub ciekłej wody. Rodzi to pytania o potencjał istnienia życia, być może mikrobiologicznego, na Marsie w przeszłości lub obecnie.
Badanie potencjału istnienia życia w przeszłości na Marsie jest kluczowym celem obecnych misji. Miliardy lat temu Mars miał prawdopodobnie gęstszą atmosferę, cieplejsze temperatury i potencjalnie obfitą ciekłą wodę na swojej powierzchni – warunki, które mogły być sprzyjające życiu. Łazik NASA Perseverance aktywnie poszukuje śladów starożytnego życia marsjańskiego, badając skały pod kątem potencjalnych skamieniałości prymitywnych organizmów.
Umożliwienie przyszłych misji załogowych na Marsa wymaga opracowania technologii do pokonania przeszkód środowiskowych. Jednym z przełomowych instrumentów na pokładzie łazika Perseverance jest MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment). MOXIE jest zaprojektowany do ekstrakcji dwutlenku węgla z atmosfery marsjańskiej i chemicznego przekształcania go w tlen.
Sukces MOXIE jest kluczowym krokiem w kierunku umożliwienia obecności ludzi na Marsie. Jeśli przyszli astronauci będą w stanie produkować własny tlen do oddychania i potencjalnie do produkcji składników paliwa rakietowego, obciążenie logistyczne związane z transportem wszystkiego z Ziemi jest znacznie zmniejszone. To „wykorzystanie zasobów in-situ” (na miejscu) jest kluczem do długoterminowych planów eksploracji. Chociaż MOXIE daje nadzieję, astronauci na powierzchni Marsa nadal będą potrzebować skafandrów ochronnych ze względu na skład i ciśnienie atmosfery. NASA aktywnie rozwija niezbędne technologie, a potencjalne misje załogowe planowane są na późne lata 30. XXI wieku.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.