Jak, kiedy i z kim polecimy na Marsa?

9

W dniach 9 i 10 maja 2017 odbyła się w Waszyngtonie DC konferencja Humans to Mars 2017. Miałem przyjemność w niej uczestniczyć. Program konferencji opisałem w tejże zapowiedzi. Oto moje podsumowanie ogólnej sytuacji jaką mamy teraz w związku z załogową misją na Marsa.

Najważniejsze następne 10 lat

Żyjemy teraz w ciekawym czasie dla eksploracji kosmosu i ludzkiej w nim obecności. W ciągu nadchodzących 10 lat zostanie podjęte wiele decyzji, które zaważą na kierunkach eksploracji kosmosu na kolejne 50 lat. Dlaczego?

Wynika to przede wszystkim z zakończenia kilku ważnych na przestrzeni ostatnich lat projektów: wahadłowców kosmicznych Space Shuttle (przeszły na emeryturę w 2011 roku) oraz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (International Space Station – ISS). Zasoby uwolnione po tych projektach można przeznaczyć na nowe przedsięwzięcia.

ISS nadal funkcjonuje i ma się dobrze. Jej życie zostało wydłużone do 2024 roku. Być może zostanie przedłużone jeszcze częściowo do 2028. NASA najchętniej oddała by Stację prywatnym firmom lub przynajmniej wydzierżawiła jej poważną część. Dlaczego? Nadrzędnym długofalowym celem NASA jest Mars, a utrzymanie ISS pożera rocznie ogromne ilości pieniędzy. Szacuje się, że jest to ~1.1 miliardy dolarów rocznie po Amerykańskiej stronie. Ile wydaje na ISS Rosja, Europejska i Japońska Agencja Kosmiczna? Trudno jednoznacznie stwierdzić. Zwrócił na to uwagę szczególnie Buzz Aldrin (którego miałem okazję spotkać osobiście) – drugi człowiek na Księżycu. Stwierdził on ostro, że trzeba zamknąć Stację natychmiast. To się oczywiście nie stanie tak szybko, ale w końcu to nastąpi.

Marsha Smith – specjalistka od polityki kosmicznej w USA – zwróciła jednak uwagę na to, że zaprzestanie finansowania ISS nie oznacza automatycznie tego, że te pieniądze pozostaną w gestii NASA. Mogą one po prostu zniknąć. Pierwsza propozycja budżetu NASA na rok fiskalny 2018 nowej administracji prezydenta Trumpa zakłada cięcia.

Decyzja o zbudowaniu ISS powstała na początku lat 90. Prezydent Clinton uważał ją za bardzo dobre narzędzie geopolityczne, szczególnie na wciągnięcie Rosji po upadku Związku Radzieckiego w międzynarodową współpracę. Budowa tak ogromnej Stacji Kosmicznej możliwa była tylko dzięki istnieniu wahadłowców kosmicznych. Teraz już ich nie ma. Stacja Kosmiczna też zostanie w końcu zamknięta lub przekazana w inne ręce… Co dalej?

Wiele będzie zależało od obecnej administracji prezydenta Donalda Trumpa. W tej chwili NASA nie ma właściwego szefa. Podczas konferencji Humans To Mars 2017 przemawiał Robert M. Lightfoot, ale jest on tylko pełniącym obowiązki prezesa NASA i jako osoba bez właściwej władzy nie powiedział nic konkretnego.

Na Marsa? Ok! Ale jak?

Wszyscy uczestnicy konferencji zgadzali się, że powinniśmy polecieć na Marsa. To jasne. Przecież uczestniczyliśmy w konferencji Humans To Mars.

Różnice zdań zaczynały się, kiedy zaczęliśmy wchodzić w szczegóły i próbować odpowiedzieć na pytania jak, kto i kiedy? Czy powinniśmy zacząć od załogowej misji przelotu wokół Marsa? A może od razu polecieć i założyć bazę na Fobosie? (Baza na większym księżycu Marsa ma sens po tym względem, że wylądować tam i wystartować z niego jest o wiele prościej niż z samego Marsa, a obecność astronautów na Fobosie umożliwiłaby na przykład bardziej precyzyjne i szybsze sterowanie łazików marsjańskich.) Ale po co wszystko tak odwlekać, lećmy od razu bezpośrednio na Marsa! Chwila, chwila, to za daleko, mamy tyle nieprzetestowanych technologii… Lećmy najpierw na nasz Księżyc, zaczynając od wysłania tam małej stacji kosmicznej. I dopiero z Księżyca, lub po doświadczeniach na Księżycu, skierujmy się na Marsa.

Boeing z ich propozycją lądowania najpierw na Fobosie

I w tej dyskusji jest cały pies pogrzebany. Generalnie widać, że mamy dwa obozy. Pierwszy stanowią tradycyjne duże korporacje, którym NASA od wielu lat zlecała konstrukcje i produkcje swoich pojazdów: Lockheed Martin, Boeing, Orbital ATK czy Aerojet Rocketdyne. Proponują one w dużym uproszczeniu rozwijanie obecnie istniejących technologii i rozwiązań znanych z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej lub różnych statków transportowych (np. Cygnus produkcji Orbital ATK). Firmy te sugerują powrót astronautów na orbitę Księżyca, misję oblotu Czerwonej Planety czy wylądowanie na Fobosie przed misją bezpośrednio na Marsa. Jakie są to dokładnie plany? O tym napiszę w kolejnym artykule.

Po drugiej stronie tego obozu, trochę osamotniona, stoi firma SpaceX, która w swojej architekturze marsjańskiej Interplanetary Transport System zakłada stworzenie od zera ogromnej rakiety i wielkiego statku kosmicznego oraz lot bezpośrednio na Marsa. Podczas panelu „Mars Architectures: A Side by Side discussion” było to szczególnie widoczne… Lub niewidoczne. Zależy jak na to spojrzeć. Podczas konferencji sponsorowanej przez Boeinga, Lockheeda, Orbital ATK, Aerojet Rocketdyne (tak, tak, przez wszystkich tych wielkich) nie było dyskusji, która by różnice w podejściach tych firm i SpaceX podkreślała. Podczas owego panelu przedstawiciel SpaceX Paul Wooster (Technical Development Mars Architecture and Vehicles) zaprezentował krótkie streszczenie tego co we wrześniu 2016 zaprezentował Elon Musk. Nie dowiedzieliśmy się nic nowego (choć podobno Elon ma niedługo udostępnić niedługo nowe informacje na ten temat). Architektura lotu na Marsa zaproponowana przez SpaceX jest tak bardzo różna od tych zaprezentowanych przez inne firmy, że wręcz totalnie niekompatybilna. Nikt jednak nie zwrócił na to oficjalnie uwagi na scenie, a oba rozwiązania się trochę wykluczają. W którymś momencie NASA będzie musiała podjąć decyzję, które rozwiązania finansować.

Chcesz dowiedzieć się więcej o architekturze marsjańskiej? Zapisz się na newsletter a nie przegapisz żadnego artykułu!

Panel „Mars Architectures” – przedstawiciele firm Boeing, Lockheed Martin, Orbital ATK, SpaceX, Aerojet Rocketdyne

Deep Space Gateway

Co planuje w tej chwili NASA? Oto główne fazy jej obecnego planu:

Jesteśmy w fazie zerowej czyli tułamy się po Niskiej Orbicie Okołoziemskiej na pokładzie ISS. Faza druga zapowiada misje w przestrzeni wokół Księżyca. Faza trzecia to stworzenie tak zwanego Deep Space Transport System, czyli statku/stacji kosmicznej, na pokładzie którego astronauci symulowaliby trwającą rok misję na Marsa. Faza trzy i cztery to właściwy lot w w sąsiedztwo Marsa (terminologia używana przez NASA: Mars vicinity). Według tego planu lata 20 obecnego wieku przeznaczone byłby do trenowania misji na Czerwoną Planetę wokół Księżyca, a lot na Marsa odbyłby się zapewne w drugiej połowie lat 30.

W najbliższej przyszłości, po ISS, NASA planuje stworzenie stacji kosmicznej orbitującej w przestrzeni wokół Księżyca, która nazywałaby się Deep Space Gateway.

Deep Space Gateway po lewo, w środku maleńka Ziemia, po prawej Księżyc i statek kosmiczny Orion zbliżający się do DSG.

Deep Space Gateway byłaby o wiele mniejsza od ISS. Składałaby się z modułu napędowego, który zapewniałby także energię z ogniw słonecznych, modułu mieszkalnego, sprzętowego oraz śluzy powietrznej. Astronauci na pokład DSG dolatywaliby statkiem kosmicznym Orion, który w tej chwili NASA buduje.

Plan konstruowania Deep Space Gateway

Do wyniesienia DSG na orbitę wokół Księżyca NASA użyłaby swojej nowej, budowanej właśnie ciężkiej rakiety o nazwie Space Launch System. Na powyższym slajdzie z prezentacji widać ile startów SLS jest wymaganych aby złożyć DSG i jaki jest przewidywany horyzont czasowy. Te daty można jednak od razu zignorować. Produkcja i testowanie SLS obciążone są wieloma opóźnieniami. Tak więc i cały program DSG będzie opóźniony.

Taka ciekawostka: podczas całej konferencji Human To Mars nie usłyszeliśmy choćby jednego słowa krytyki wobec Space Launch System. Ot wymogi politycznej poprawności.

Optymizmem powiało jednak, kiedy dyskusja podczas konferencji H2M została skierowana na najbliższą przyszłość i misje bezzałogowe. Okazuje się, że najbliższe dwa okienka startowe zapowiadają się bardzo ciekawie dla Marsa. Przeczytaj to tym w osobnym wpisie Na Marsie w 2020 będzie bardzo tłoczno.

To kiedy jak i z kim lecimy na Marsa?

Podczas konferencji kilka osób zwróciło uwagę, że nie powinniśmy myśleć w stylu „naklejek na zderzaki”, czyli haseł w stylu Mars 2033. Dlaczego? Bo lepiej przygotować się dłużej, ale stworzyć architekturę, która pozwoli nam na eksplorację całego wewnętrznego Układu Słonecznego. Nie chodzi również też o to, aby polecieć, odcisnąć ślady butów i wetknąć flagę. Program Apollo najbardziej jest krytykowany właśnie za to. Misja na Marsa powinna tego uniknąć, dlatego nie ma się co przesadnie śpieszyć.

Zgadzam się ze stwierdzeniem, że nie ma sensu polecieć na Czerwoną Planetę tylko aby zatknąć flagę i wrócić. Ale z drugiej strony daty i terminy mobilizują.