2018: Cu un an mai aproape de Marte

Atât pentru NASA, cât şi pentru companii spaţiale private, aşa cum este SpaceX, Marte reprezintă destinaţia viitoarelor misiuni cu oameni la bord, o planetă pe care ar putea fi construite baze permanente pentru astronauţi, în care se vor cultiva plante necesare atât pentru hrană cât şi pentru producerea de oxigen şi care în timp se vor putea extinde, primind din ce în ce mai mulţi oameni, dintre care unii vor deveni rezidenţi permanenţi sau primii colonişti ai Planetei Roşii.

În cursul acestui an au continuat pregătirile pentru cucerirea planetei Marte, atât printr-o serie de misiuni ştiinţifice la suprafaţa planetei sau pe orbita sa, cât şi prin misiuni de simulare ale condiţiilor de viaţă din viitoarele baze de pe Marte derulate în locuri insopitaliere de pe Terra, dar şi prin lansarea unei noi generaţii de rachete portante capabile să se desprindă de gravitaţia terestră transportând vehiculele cu care astronauţii vor pleca spre Marte, scrie Agerpres.

În ce priveşte NASA, obiectivul este fără echivoc: Primul om pe Marte în următorii 25 de ani! Totuşi, pentru ca o astfel de misiune să aibă succes, trebuie surmontate o serie de obstacole precum riscul radiaţiilor mortale, riscurile de sănătate pentru astronauţi - aceştia putând orbi sau suferi de debilitante atrofieri osoase şi musculare provocate de perioadele lungi petrecute în spaţiu, în imponderabilitate.

Situată, în medie, la 225 de milioane de kilometri de Terra, Marte se află la nouă luni distanţă. Este vorba de nouă luni cu forţă de atracţie zero pentru astronauţi, în condiţiile în care oamenii de ştiinţă avertizează cu privire la pericolele perioadelor lungi fără gravitaţie. O şedere prelungită în spaţiu poate duce la deteriorarea vaselor de sânge din retină şi orbire. De asemenea, o astfel de misiune poate determina decalcifierea oaselor.

Soluţia pentru a scuti corpul uman de aceste efecte negative ar fi reducerea timpului de călătorie spre Marte, în special prin sisteme de propulsie nucleară. De asemenea, trebuie identificată o soluţie la problema radiaţiilor. Într-o misiune pe Marte, un astronaut ar absorbi o cantitate de radiaţii similară ca cea cu care intră în contact de-a lungul întregii sale cariere.

Elon Musk a lansat o rachetă dintr-o nouă generaţie, capabilă să deschidă drumul spre Marte

Racheta Falcon Heavy, cea mai puternică rachetă din lume, este proiectată să amplaseze pe orbita joasă standard a Pământului, la un cost de 90 de milioane de dolari pe lansare, o încărcătură de până la 70 de tone, de două ori mai mult decât capacitatea de ridicare a celei mai mari rachete existente în flota spaţială americană - Delta 4 Heavy, a rivalei United Launch Alliance (ULA), un parteneriat între Lockheed Martin Corp şi Boeing Co - la un cost cu circa un sfert mai mic. Ideea lui Musk este de a transporta în spaţiu materialele necesare asamblării vehiculului care va porni spre Marte, asamblare care se va face direct pe orbita terestră, de unde desprinderea de planeta noastră şi începerea călătoriei de câteva luni spre Marte se va putea face mult mai uşor, cu costuri mult reduse faţă de o lansare direct de pe Pământ.

În plus, treptele rachetei Falcon Heavy sunt reutilizabile. După lansare, ele se desprind pe rând şi revin pe Pământ prin aterizări la punct fix, fie direct pe rampa de unde a avut loc lansarea, fie pe o barjă din mijlocul oceanului.

Prima lansare a rachetei Falcon Heavy, ce a avut loc la începutul lunii februarie, a fost şi o reclamă reuşită pentru Elon Musk. Racheta a transportat în spaţiu o maşină electrică Tesla Roadster, produsă de compania de automobile electrice a investitorului de origine sud-africană, iar la volanul bolidului a fost instalat un manechin în costum de scafandru spaţial. La trei minute de la lansare, propulsoarele Falcon Heavy s-au separat de racheta principală în cadrul unuia dintre momentele cruciale ale misiunii Falcon Heavy. Propulsoarele reutilizabile dezvoltate de compania privată pentru ca zborurile spaţiale să fie mai accesibile s-au întors pe Pământ, aterizând simultan pe rampele de la baza aeriană Cape Canaveral, la circa opt minute după lansare.

Treapta propulsoare centrală, despre care SpaceX a preconizat că are puţine şanse să fie salvată, a ajuns cu bine, cu o viteză de circa 483 kilometri pe oră, pe puntea barjei-dronă amplasată în vederea acestei aterizări în Oceanul Atlantic.

Bolidul Tesla Roadster a fost plasat pe o traiectorie eliptică ce se va afla la un moment dat la aceeaşi distanţă faţă de Soare ca şi Marte.

Teraformarea planetei Marte rămâne un vis îndepărtat

Ambiţiile pe termen lung ale lui Elon Musk sunt însă legate de colonizarea permanentă a planetei Marte şi de eventuala sa teraformare. Şi nu întâmplător. De planeta Marte se leagă speranţele de supravieţuire pe termen mediu şi lung ale speciei umane, care este condamnată să evolueze într-o civilizaţie multiplanetară sau să dispară. Un studiu privind posibilităţile de teraformare ale Planetei Roşii (transformarea mediului ostil de pe Marte într-un habitat pentru oameni dar şi plante şi animale de pe Pământ), publicat la sfârşitul lunii iulie în revista Nature Astronomy, a ajuns la concluzia descurajantă că, pentru moment cel puţin, nu dispunem de tehnologia necesară pentru a transforma Marte într-o planetă locuibilă, iar Marte, la rândul său, nu ne pune la dispoziţie prea multe resurse pentru a reuşi acest lucru.

Pentru a transforma Planeta Roşie după chipul şi asemănarea Pământului ar trebui să-i ridicăm substanţial temperatura, să dispunem de apă în stare lichidă la sol şi de o atmosferă mult mai densă decât cea din prezent. În studiul lor, Bruce Jakosky, planetolog de la NASA şi coordonatorul misiunii Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, şi respectiv Christopher Edwards, profesor de planetologie la Universitatea Arizona de Nord, explică faptul că, dacă folosim gazele cu efect de seră deja prezente pe Marte, în mod teoretic, am putea obţine o creştere a temperaturilor şi o schimbare a atmosferei, insuficiente însă pentru ca Marte să devină un fel de Terra 2.0. Singurul gaz cu efect de seră aflat în cantităţi mari pe Marte pentru a putea contribui la creşterea temperaturii la suprafaţa acestei planete este dioxidul de carbon (CO2). Din păcate însă, cei doi oameni de ştiinţă au ajuns la concluzia că nu există suficient CO2 pe Marte pentru a creşte nivelul temperaturii pe Planeta Roşie la nivelul celei de pe Pământ.

Pe Marte, dioxidul de carbon se găseşte în roci şi calotele glaciare de la poli. Jakosky şi Edwards au analizat datele culese de diferitele misiuni care au trimis rovere robotizate pe solul lui Marte. Ei au documentat rezervoarele de CO2 de la suprafaţa şi din subsolul Planetei Roşii. Deşi pe Marte se află o cantitate mare de CO2, aceasta nu este suficientă pentru teraformare. Apelând la resursele locale de CO2, s-ar putea obţine triplarea presiunii atmosferice la suprafaţa lui Marte. Poate părea mult, însă ar fi doar a 50-a parte din necesarul de CO2 de care ar avea nevoie Marte pentru a ajunge la o atmosferă similară celei terestre.

În plus, cantitatea de CO2 accesibil pe planeta Marte ar fi suficientă doar pentru a obţine o creştere a temperaturii la suprafaţă cu aproximativ 10 grade Celsius. În prezent temperatura medie la suprafaţa lui Marte este de -60 de grade Celsius. O creştere cu 10 grade Celsius nu ar fi suficientă. În plus, în timpul iernilor pe Marte, temperatura scade atât de mult încât dioxidul de carbon din atmosfera rarefiată a planetei cade la sol sub formă de zăpadă.

Mai mult decât atât, chiar dacă ar fi mai mult CO2 pe Marte, majoritatea rezervelor din acest gaz de seră ar fi foarte greu sau chiar imposibil de accesat/exploatat şi de eliberat în atmosfera marţiană. Spre exemplu, ar putea fi eliberat dioxidul de carbon din calotele polare ale planetei prin explozii - o opţiune preferată şi de Elon Musk - însă conform noului studiu, cantitatea de CO2 care ar ajunge astfel în atmosferă este pur şi simplu prea mică.

Pe Marte există însă şi importante depozite de apă

Chiar dacă nu dispunem încă de suficiente resurse şi de tehnologia necesară pentru a demara procesul de teraformare al Planetei Roşii, primii colonişti, care vor trebui să ridice primele baze permanente pe Marte vor dispune de suficientă apă. Un studiu publicat la jumătatea lunii ianuarie în revista Science indică faptul că planeta Marte dispune de numeroase depozite de gheaţă în afara zonelor polare, aflate uneori la adâncimi de doar 1 sau 2 metri, care reprezintă preţioase resurse potenţiale de apă, uşor accesibile.

Apa reprezintă o resursă esenţială. În combinaţie cu dioxidul de carbon (CO2) - care formează cea mai mare parte a atmosferei marţiene - se poate obţine oxigen de respirat, dar şi metan, un carburant pentru motoarele rachetelor.

Oamenii de ştiinţă au identificat opt zone în care fenomenul de eroziune a expus, pe pante accentuate, cantităţi importante de gheaţă, aflate aproape de suprafaţa planetei. Studiul se bazează pe datele culese de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), o sondă spaţială lansată de NASA în anul 2005.

Existenţa gheţii în solul marţian este cunoscută de multă vreme, însă numeroase întrebări continuă să existe în ceea ce priveşte grosimea ei, suprafaţa pe care se întinde şi gradul ei de puritate, au explicat cercetătorii americani.

Aceste straturi de gheaţă s-au format probabil din acumulările de zăpadă de-a lungul numeroaselor anotimpuri în cadrul precedentelor cicluri climatice ale planetei, a explicat Susan Conway, profesor de geologie la Universitatea Nantes din Franţa. Apoi, vântul a acoperit acele plăci de gheaţă cu nisip şi praf.

Gheaţa este vizibilă doar acolo unde stratul superficial de sol a dispărut, indicând probabil că straturile de gheaţă aflate la mici adâncimi în scoarţa marţiană sunt încă şi mai extinse decât indică acest studiu.

Această descoperire este "foarte interesantă" prin prisma stabilirii unor potenţiale baze de explorare, a declarat Angel Abbud-Madrid, directorul centrului de resurse spaţiale din cadrul Facultăţii de mine din Colorado şi autor al unui studiu pentru NASA despre siturile potenţiale unde astronauţii ar putea să coboare pe Marte.

La sfârşitul lunii iulie cercetători de la Istituto Nazionale di Astrofisica din Italia au anunţat descoperirea, cu ajutorul unui instrument de tip radar aflat pe o sondă spaţială de pe orbita lui Marte, a unei formaţiuni care pare a fi un lac sărat de mari dimensiuni, aflat sub gheaţă şi localizat la polul sudic al Planetei Roşii, un posibil habitat pentru microorganisme. Rezerva de apă pe care au identificat-o, cu un diametru de 20 de kilometri, în forma unui triunghi cu vârfurile rotunjite şi localizată la circa 1,5 kilometri sub gheaţă, reprezintă primul depozit de apă lichidă descoperit pe Marte.

Descoperirea a fost făcută cu ajutorul datelor colectate în perioada mai 2012 - decembrie 2015 de un instrument aflat la bordul sondei spaţiale Mars Express, aparţinând ESA. Acest radar transmite impulsuri care traversează suprafaţa planetei Marte şi calotele glaciare.

Marte a avut în trecut ingredientele necesare vieţii

În plus, datele transmise de roverul NASA Curiosity la începutul lunii iunie confirmă faptul că, în trecut, în afară de apă, pe Marte au existat mai toate ingredientele necesare vieţii. Curiosity, singurul rover rămas funcţional la suprafaţa Planetei Roşii, a detectat numeroşi compuşi organici la suprafaţă şi fluctuaţii sezoniere ale concentraţiei de metan din atmosfera marţiană.

Trei tipuri diferite de molecule organice au fost descoperite atunci când roverul Curiosity a forat până la adâncimea de 5 centimetri într-un argilit vechi de 3,5 miliarde de ani, o rocă sedimentară cu granulaţie fină, în Craterul Gale, ce pare să fi fost o zonă în care s-a aflat un lac de mari dimensiuni, într-o epocă în care Marte era mai caldă şi mai umedă decât planeta dezolantă din zilele noastre. Curiosity a măsurat, de asemenea, un ciclu sezonier neaşteptat de mare în ceea ce priveşte nivelurile minime ale metanului atmosferic de pe Marte. Aproximativ 95% din metanul prezent în atmosfera Terrei este produs de activităţi biologice, însă oamenii de ştiinţă americani spun că este prea devreme pentru a şti dacă metanul marţian este la rândul lui asociat cu viaţa.

Moleculele organice reprezintă "cărămizile" de bază ale vieţii, deşi ele pot să fie produse şi în urma unor reacţii chimice necorelate cu formele de viaţă. Cercetătorii spun însă că este prematur să se pronunţe dacă acei compuşi organici marţieni au rezultat în urma unor procese biologice.

În a doua jumătate a lunii octombrie revista Nature a publicat un studiu despre rezervele de oxigen ale planetei Marte. Apele sărate situate sub suprafaţa planetei Marte ar putea conţine suficient oxigen molecular pentru a susţine viaţa microbilor şi a bureţilor, potrivit unui studiului condus de NASA şi de Institutul de Tehnologie din Pasadena, California.

Pe Marte, spun autorii, oxigenul apare doar în mici cantităţi care sunt produse de descompunerea dioxidului de carbon. Potrivit principalului expert al studiului, Vlada Stamenkovic (NASA), şi colegilor săi de la Institutul din Pasadena, cantitatea de oxigen molecular s-ar putea găsi în dizolvarea apelor sărate supuse unor mari presiuni şi temperaturi din diferite zone de pe suprafaţa planetei Marte. În opinia lor, concentraţiile de oxigen molecular sunt deosebit de mari în regiunile polare ale Planetei Roşii, dar şi unele "saramuri" localizate sub suprafaţa marţiană ar putea conţine suficient O2 pentru a susţine viaţa aerobă. Mai concret, experţii au calculat că circa 6,5 % din întreaga planetă, chiar sub suprafaţa lui Marte, ar putea conţine niveluri de oxigen similare celor care permit viaţa pe Terra. Salinitatea acestor sisteme face ca apa să rămână în stare lichidă, inclusiv când temperatura scade sub zero grade.

Dacă se pot cultiva legume în Antarctica, atunci putem să le cultivăm şi pe Marte

Viitorii colonişti vor dispune, în afară de apă, şi de legume proaspete pe Marte. Sera EDEN ISS din Antarctica a devenit 100% operaţională şi oferă oamenilor de ştiinţă o experienţă valoroasă prin prisma informaţiilor necesare pentru obţinerea în viitor a unor culturi de plante comestibile pe Marte şi Lună, au anunţat reprezentanţii Centrului Aerospaţial German (DLR) la sfârşitul lunii iunie.

Spre deosebire de precedentele experimente ce au vizat culturile de plante din Antarctica, sera EDEN ISS este caracterizată printr-un ciclu de viaţă închis, în care întreaga apă ce nu este conţinută în fructe şi plante este reutilizată. Acelaşi model a fost observat în regiunile deşertice de pe Terra şi va fi folosit în misiunile spaţiale din viitor.

Cercetătorii au cules 35 de kilograme de castraveţi, salată (39 kilograme), tomate (17 kilograme), gulii (7 kilograme) şi ridichi (4 kilograme) de pe o suprafaţă de aproximativ 13 metri pătraţi. Legumele proaspete astfel recoltate au îmbogăţit meniul zilnic al celor 10 oameni de ştiinţă care lucrează în apropiere, la Neumayer Station III, o staţie de cercetări polare, administrată de Institutul Alfred Wegener din Germania.

Condiţiile de mediu, marcate prin temperaturi de -45 de grade Celsius pe timpul nopţii, sunt dificile, însă ele oferă informaţii preţioase pentru viitoarele programe ce vizează obţinerea unor culturi de legume pe Marte şi pe Lună, dar şi pentru programele de producţie alimentară desfăşurate pe Terra în regiuni deşertice.

Programul "prima casă" pentru marţieni

La începutul lunii august NASA a anunţat că a ales cinci modele de case ce vor fi realizate cu ajutorul unor imprimante 3D, adaptate la condiţiile climatice de pe "Planeta Roşie". Aceste rezidenţe marţiene vor fi construite de roboţi, iar cele cinci proiecte vor fi analizate şi jurizate de specialiştii de la NASA. Cele cinci modele au fost alese dintr-un total de 18 propuneri. Toate echipele şi-au prezentat proiectele prin intermediul unor simulări informatice, modelate după condiţiile climatice de pe Marte. Materialele au fost astfel testate, virtual, la temperaturile existente pe "Planeta Roşie" - care oscilează, în medie, în jurul valorii de -65 de grade Celsius - şi la vânturile violente de la suprafaţa planetei.

Premiul I a revenit echipei Zopherus din oraşul Rogers, Arkansas. Ei au conceput un vehicul complet automatizat, care construieşte mici capsule cu ajutorul materialelor colectate la faţa locului - un fel de "beton marţian" compus din gheaţă, pietre şi praf.

Ne pregătim pe Pământ pentru Marte

Între timp, până la lansarea primei misiuni cu echipaj uman spre Marte, condiţiile de viaţă de la suprafaţa Planetei Roşii sunt simulate în cadrul mai multor experimente derulate pe Pământ, cu ajutorul unor voluntari. La începutul lunii februarie, un astfel de exerciţiu s-a derulat, timp de trei săptămâni, în deşertul din Oman, cu participarea a 6 recruţi ai Forumului Spaţial Austriac (OWF). Aceştia au condus rovere speciale, au trăit în corturi în formă de igloo şi au purtat căşti. Ei au executat în total 16 experimente în domenii precum inginerie, astrobiologie, geofizică, geologie, bioştiinţe şi ştiinţe ale omului, în cadrul unui efort de a furniza informaţii care ar putea ajuta viitoarele misiuni pe Marte.

După Oman, un exerciţiu de simulare a condiţiilor de pe Marte s-a desfăşurat şi în deşertul din Utah, unde 7 studenţi stagiari în astronomie din Franţa au simulat, tot timp de trei săptămâni, că trăiesc într-o bază marţiană. Francezii s-au instalat într-un habitat cilindric, cu două etaje şi 8 metri în diametru. O "bază" la scară reală amplasată într-un peisaj arid în vestul Statelor Unite, la patru ore de mers cu maşina de cel mai apropiat oraş şi asemănător mediului marţian din punct de vedere geologic. Denumită Mars Desert Research Station (MDRS), baza americană găzduieşte un centru de studii privind tehnologiile spaţiale, condus de Mars Society, o organizaţie internaţională non-profit.

Un experiment similar s-a încheiat, tot în luna februarie, în deşertul Negev din sudul Israelului. Participanţii au cercetat diverse aspecte relevante pentru o viitoare misiune pe Marte, printre care comunicaţiile prin satelit, efectele psihologice ale izolării, măsurarea radiaţiilor şi căutarea unor forme de viaţă în mostre de sol.

Sonda InSight a ajuns cu bine pe Marte

Începând cu sfârşitul lunii noiembrie omenirea mai dispune de un sol la suprafaţa lui Marte. Este vorba de modulul spaţial InSight, lansat de NASA, care a ajuns la destinaţie după o călătorie în spaţiu ce a durat şase luni şi jumătate şi a totalizat 480 de milioane de kilometri. InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) este o misiune din cadrul Programului NASA Discovery ce prevede amplasarea unui modul autonom la suprafaţa lui Marte pentru a studia interiorul acestei planete.

Apelând la arsenalul său de instrumente geofizice sofisticate, InSight va explora interiorul Planetei Roşii în căutarea urmelor caracteristice procesului de formare al planetelor telurice. Modulul InSight va evalua "semnele vitale" ale lui Marte şi îi revine sarcina de a determina dacă nucleul planetei este solid sau lichid şi de ce Marte nu are o suprafaţă formată din plăci tectonice mobile, la fel ca Terra, informaţii ce se vor dovedi utile şi pentru viitorii colonişti ai Planetei Roşii.