Odpocznij
Ludzkość chce podbić Czerwoną Planetę (fot. NASA/JPL-Caltech / http://go.nasa.gov/1mCrX09 / public domain)
Ludzkość chce podbić Czerwoną Planetę (fot. NASA/JPL-Caltech / http://go.nasa.gov/1mCrX09 / public domain)

Słyszał pan dowcip o tym, skąd się wzięła woda na Marsie?

- Chodziło o nową przestrzeń do rozstawiania parawanów, bo nad Bałtykiem już się nie mieszczą?

Ja czytałam, że Mars zapłakał, bo wszystkie oczy były skierowane na Plutona.

- Zainteresowanie tematyką kosmosu wzrasta za każdym razem, gdy pojawiają się w mediach nowe informacje, a te są zwykle wynikiem dużych misji kosmicznych, które nie są organizowane często. Rocznie dwie-trzy kończą się sukcesem. Na najbliższe 10 lat planowanych jest kilkanaście, może 20 wypraw eksplorujących głęboki kosmos.

W ostatnim czasie, dokładnie w połowie lipca 2015 roku, odbyła się misja New Horizons, sondy kosmicznej NASA, której celem było zbadanie Plutona oraz jego księżyca - Charona. Warto przy tej okazji zaznaczyć - bo często umyka to ludziom, kiedy np. oglądają fotografie Plutona - że same zdjęcia, czy to, że sonda w ogóle przeleciała obok odległych obiektów kosmicznych, to jedynie zwieńczenie, ukoronowanie misji, nad którą prace trwają często kilkanaście lat. Za medialnymi doniesieniami stoją sztaby ludzi, wielkie, często kilkupokoleniowe ekipy naukowców: studentów, doktorów i badaczy z kilkudziesięcioletnim doświadczeniem. Nie zbierają się na kilka miesięcy czy na pół roku. Muszą współpracować ze sobą często przez kilkanaście lat, by móc zrealizować tak wielki projekt.

Pluton i jego księżyc Charon (fot. NASA-JHUAPL-SWRI / go.nasa.gov/1M2NWXw / public domain)

Jednym z ostatnich wielkich medialnych doniesień była informacja, że na Marsie jest woda. Co to za woda? Nasze zwykłe H 2 O czy jakiś inny typ cieczy?

- Doniesienia o wodzie na Marsie pojawiają się raz na kilka lat. Ostatnia, wrześniowa informacja była tylko ich kolejnym potwierdzeniem. Wcześniej NASA ogłosiła, że na Marsie zaobserwowano struktury geologiczne, które zostały najprawdopodobniej wyrzeźbione przez wodę. Następnie pojawiły się wiadomości, że jest tam lód. Został on odkryty przez lądownik marsjański Phoenix w 2008 roku. Dlatego wiedzieliśmy, że woda na Marsie istnieje oraz że istniała jakiś czas temu w stanie płynnym, gdyż te struktury geologiczne skądś musiały się wziąć.

Pozostaje pytanie, czy woda w stanie ciekłym wciąż czasami pojawia się na Marsie?

- Naukowcy sugerowali, że tak się zdarza, bo temperatura na planecie co jakiś czas wzrasta [średnia to około - 55 stopni C, ale w przeszłości bywało cieplej - przyp. red.]. Ostatnio na przykład udało się wykryć ślady po ciekach jakiejś substancji. Dzięki pomiarowi sondy kosmicznej Mars Reconnaissance Orbiter została ona zaklasyfikowana jako pewien rodzaj soli, która doskonale rozpuszcza się w wodzie. Świadczyłoby to o tym, że na Marsie czasowo robi się na tyle ciepło, że lód może się roztopić i przyjąć postać płynną. Co ważne - sól obniża temperaturę topnienia lodu. Normalnie wynosi ona zero stopni, ale jeśli lód ma w sobie sole, zaczyna topnieć w kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu stopniach poniżej zera. I to by odpowiadało mniej więcej temperaturom, które się pojawiają na Marsie w okresach letnich, tam gdzie cieki zostały zaobserwowane.

Można się teraz zastanawiać, skąd ta woda się bierze? Czy pod powierzchnią są jakieś pokłady ciekłej wody, a może jest tam lód, który się rozpuszcza? I to będzie kolejne pytanie, na które naukowcy postarają się odpowiedzieć. Wydaje się, że coś wciąż zasila wyższe obszary planety, z których spływa zaobserwowana ciecz. To wyjaśnią kolejne misje marsjańskie, być może już te, które mają miejsce obecnie. Wciąż też są zbierane i analizowane informacje, które już zdobyliśmy. W końcu zdjęcia Marsa, które zaprezentowano we wrześniu, zostały wykonane kilka lat temu i do tej pory trwało ich opracowywanie. Pewnie jest jeszcze wiele danych, które istnieją, lecz wciąż nie zostały poddane analizie.

Występowanie wody na Marsie przed miliardami lat i współcześnie (NASA/Ames Research Center / bit.ly/1Z2M04l / public domain

Misje marsjańskie przyniosły również informację o wykryciu śladów metanu, obecność którego może sugerować istnienie życia na Marsie.

- Metan rzeczywiście może brać się z aktywności bądź rozkładu substancji organicznych, ale może też pochodzić z aktywności geologicznej. W tym roku Europejska Agencja Kosmiczna wyśle na Marsa sondę i ona ma dokładnie zbadać obszary, w których obserwuje się metan i inne gazy. Ma je sfotografować i dostarczyć informacji, które pomogą odpowiedzieć na pytanie, skąd te gazy się biorą. Do pomysłu, że zaobserwowany na Marsie metan jest wynikiem aktywności biologicznej, trzeba podchodzić ostrożnie, ale faktem jest, że życia nie można wykluczyć. Czy to istniejącego niegdyś, czy też obecnie. Oczywiście mówimy o bardzo prostym, pierwotnym życiu, jak choćby o bakteriach.

Creotech , firma, której jest pan jednym ze współzałożycieli, przyczynił się do powstania kamery, której zadaniem będzie rozszyfrowanie zagadki istnienia metanu na Marsie.

- Kamera jest częścią dużego systemu ExoMars 2016, czyli pierwszej z dwóch misji marsjańskich planowanych na to dziesięciolecie przez Europejską Agencję Kosmiczną w porozumieniu z Roskosmosem [rosyjską agencją kosmiczną - przyp. red.]. Ta pierwsza misja z kolei składa się z dwóch części. Pierwsza to orbiter, który ma krążyć po orbicie Marsa i zbierać informacje na temat samej planety, fotografować jej powierzchnię i poszukiwać obszarów, na których wydziela się metan. Drugą częścią jest lądownik, którego zadaniem jest przetestowanie nowych sposobów lądowania na Marsie.

Amerykanom już kilka razy udało się wylądować na Marsie szczęśliwie, mają opanowaną tę technologię. Europejska Agencja Kosmiczna oraz Rosjanie wciąż nie doprowadzili do ewidentnie udanego lądowania na Czerwonej Planecie. Tak więc wyzwanie jest duże.

W 2018 roku Europejska Agencja Kosmiczna i Roskosmos chcą rozpocząć drugą misję ExoMars 2018. Ma ona polegać na wysłaniu lądownika, który będzie miał na swoim pokładzie łazik marsjański. Otwarta jest ciągle kwestia opłacenia tego przedsięwzięcia. Misja zaplanowana na 2016 rok jest już pod tym względem zabezpieczona, ale finansowanie misji 2018 roku wciąż stoi pod znakiem zapytania.

Łazik Curiosity podczas pracy na Marsie (fot. NASA Goddard Space Flight Center / flickr.com / bit.ly/1kHOGqt)

O jakich pieniądzach mówimy? Ile kosztuje pojedyncza misja marsjańska?

- Program "ExoMars" to koszt około miliarda euro, ale w tym wypadku są to pieniądze rozłożone pomiędzy dwie agencje kosmiczne. W kosztach partycypuje wiele krajów zrzeszonych w Europejskiej Agencji Kosmicznej, a sama kwota nie jest potrzebna jednorazowo, lecz rozkłada się na dziesięć czy nawet więcej lat, w których misje są przygotowywane i prowadzone.

Często podnosi się temat wysokich kosztów misji kosmicznych, mówi się wręcz o wyrzucaniu pieniędzy w kosmos. Ale to nie jest prawda. Przecież nie pakujemy pieniędzy w worki i nie wysyłamy ich, by krążyły po orbicie Marsa. One zostają na Ziemi i trafiają do naszej gospodarki, niezależnie czy jest to gospodarka polska, europejska czy amerykańska. Za te miliony euro czy dolarów tworzy się miejsca pracy, pomaga rozwinąć wiedzę i przemysł, i to przemysł najnowszej generacji, typowo hi-tech'owy, zaawansowany i innowacyjny.

Do tego typu sprzętu można zaliczyć kamerę, przy której konstruowaniu państwo współpracowaliście.

- Kamera, jak i cała misja, jest dziełem różnych zespołów z kilku krajów i reprezentuje najwyższy dostępny hi-tech. Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk zaprojektowali i wykonali części do zasilania kamery, a Creotech jako podwykonawca odpowiadał za ich zmontowanie.

Kamera nie jest duża, waży zaledwie kilka kilogramów, lecz w zaprojektowanie jej i wykonanie włączonych było wielu ludzi z różnych zespołów. To ogromny eksperyment naukowy na skalę międzynarodową.

Jan Szymczak i Bartosz Zieliński z zespołu montażu kosmicznego w trakcie pracy nad montażem zasilania kamery, która będzie szukała na Marsie m.in. śladów metanu (fot. archiwum Creotech)

Zadaniem kamery jest obserwowanie tych obszarów, na których pojawia się aktywność, w wyniku której dochodzi do uwolnienia metanu. Ma ona również badać ewentualne miejsca przyszłych lądowań na Marsie. Jest to kamera stereoskopowa, czyli dająca wrażenie normalnego widzenia przestrzennego. Została tak skonstruowana, by fotografować te same obszary pod różnymi kątami i dokładnie badać ukształtowanie gruntu.

Czyli zadaniem polskich naukowców, w tym Creotechu, było zamontowanie systemu zasilania do kamery?

- Tak, tę część pracy wykonano u nas. Docelowo Creotech chce się specjalizować m.in. właśnie w kamerach. Niezależnie od misji marsjańskiej, o której rozmawiamy, staramy się o kilka innych kontraktów związanych z misjami kosmicznymi, gdzie naszym zadaniem byłoby wykonywanie przynajmniej poszczególnych części kamer.

Chcemy jednak doprowadzić do sytuacji, by kamery były wykonywane w całości w Polsce. Mówimy oczywiście o różnych modelach, nie tylko takich, jak ta z misji ExoMars, ale także służących na przykład do orientacji satelity względem gwiazd stałych. Bo jak taka sonda kosmiczna orientuje się w przestrzeni? Przecież nie ma w kosmosie żadnego GPS-u. Jedynym wyjściem jest ustawianie pozycji sondy na podstawie zdjęć gwiazd stałych. I jednym z naszych celów jest tworzenie kamer, które to umożliwią. Kolejną opcją są kamery monitorujące samego satelitę. Dzięki nim satelita będzie co jakiś czas wykonywał "selfie", na którym widać będzie uszkodzenia, konkretne podsystemy, stan paneli. To nowe możliwości i zależy nam, by w ten obszar techniki wejść.

Kosmos to zimne i nieprzychylne miejsce nawet dla urządzeń technicznych, a kamery, jak ta z misji ExoMars 2016, muszą działać w wyjątkowo niskiej temperaturze. Jak buduje się i testuje sprzęt do tego typu zadań?

- Każdy element badany jest oddzielnie. Na przykład zasilanie było testowane w specjalnych komorach klimatycznych, które znajdują się w Centrum Badań Kosmicznych PAN. Szczegółowo wygląda to tak, że najpierw określa się warunki, w jakich będzie musiał pracować sprzęt, następnie wybiera do jego zbudowania najwłaściwsze podzespoły, by na końcu sprawdzać działanie eksperymentalnie. Robi się to wielokrotnie, nagrzewając i ochładzając dane podzespoły w cyklach znacznie przewyższających to, z czym kamera będzie musiała się zetknąć w przestrzeni kosmicznej. Ale testy nie tylko sprawdzają odporność na wyjątkowo niską lub wyjątkowo wysoką temperaturę. Należy także zbadać na przykład, jak poszczególne komponenty radzą sobie z odprowadzaniem ciepła, bo wymiana ciepła w warunkach próżni kosmicznej zachodzi w inny sposób niż tu, na Ziemi.

Sam montaż podzespołów musi być przeprowadzony precyzyjnie i pewnie, by sprzęt zniósł trudne warunki przestrzeni kosmicznej. Wiedza, jak go wykonać właściwie, jest tym "know-how", nad którym poszczególne spółki kosmiczne pracują od lat - w przypadku firm amerykańskich nawet od lat 50. ubiegłego wieku. Na samym końcu dokonuje się prostego eksperymentu: umieszcza się sprzęt w komorze próżniowej i sprawdza, czy wszystko zadziała właściwie. Często przed finalnym produktem wykonuje się tzw. model inżynieryjny, który podlega testom i ocenie działania.

Przy tym całym nakładzie pracy oraz pieniędzy musimy wciąż być świadomi, że 20-30 procent misji kosmicznych kończy się niepowodzeniem, i dzieje się tak z różnych powodów - coś nie zadziałało, doszło do uszkodzeń radiacyjnych lub zderzenia z jakimś obiektem w przestrzeni.  Pracując nad takimi misjami musimy wierzyć, że wszystko się uda, sprzęt zadziała i czegoś dokonamy. Ale trzeba też mieć świadomość, że nawet przy najlepiej zaplanowanej misji wciąż jest duże ryzyko niepowodzenia. Po prostu misje w głęboki kosmos są wyzwaniem dla nauki i technologii.

NASA pokazała, jak będzie wyglądać łazik przyszłości (fot. NASA / go.nasa.gov/22IE1hm / public domain)

Mówimy o ogromie pracy, wielkich nakładach finansowych i setkach naukowców poświęcających swe życie misjom takim jak ExoMars. Ale po co tak naprawdę badać Marsa, skoro to nie jest planeta, na której człowiek może żyć tak, jak na Ziemi?

- Musimy zdawać sobie sprawę, że może jeszcze nie w perspektywie pięciu czy nawet stu lat, ale w końcu człowiek wyruszy odważnie w kosmos i będzie próbował znaleźć dla siebie miejsce w nowym otoczeniu oraz opanować jak największą przestrzeń. Mówimy nie tylko o zdobyczach terytorialnych, ale i zapleczu surowcowym, ponieważ na kolejnych planetach czy księżycach możemy znaleźć minerały, których zasoby na Ziemi kiedyś się skończą. A Mars jest pierwszym miejscem, poza Księżycem, na które człowiek może się udać i spróbować go skolonizować. Wenus odpada, nie jest przyjazna, księżyce Jowisza są za daleko, zostaje więc Mars.

Zanim jednak na Marsie zostanie stworzona kolonia, musimy wiedzieć możliwie dokładnie, co tam się znajduje, co możemy wykorzystać do budowy samej kolonii i przetrwania w niej ludzi. Na przykład woda na tej planecie nie jest potrzebna tylko do codziennego życia, podlewania roślin zapewniających żywność itp., ale przede wszystkim daje szansę na wytworzenie paliwa rakietowego, które pozwoli powrócić na Ziemię lub udać się z Marsa w dalszą podróż na kolejne planety. Jeśli jest tam woda i pozostałe substancje niezbędne do wyprodukowania takiego paliwa, to otwierają się przed nami zupełnie nowe perspektywy. Jeżeli na Marsie są wszystkie substancje potrzebne do przeżycia, to człowiek wcześniej czy później nauczy się z nich korzystać, a sam Mars może stać się naszym przyczółkiem w kosmosie, miejscem, z którego rozpoczynałyby się kolejne wyprawy w przestrzeń. Oczywiście mówimy o tym w perspektywie dwustu, może trzystu lat.

Misje załogowe na Marsa planowane są już tak naprawdę za kilka lat.

- Słyszy się o nich od pewnego czasu. Zwykle mówi się o tym, że nastąpią w ciągu najbliższych 20 lat, co jest bezpiecznym terminem, ponieważ w tym czasie może się bardzo wiele wydarzyć - począwszy od zmian politycznych, poprzez zmiany na kluczowych stanowiskach w agencjach kosmicznych, po innowacje technologiczne. Ale ja nie wątpię, że polecimy na Marsa, i nawet jeśli dojdzie do opóźnienia w stosunku do pierwotnych planów, nie przyniesie to żadnej szkody. Upływający czas oznacza także rozwój. Każda dekada przynosi ogromny postęp w zakresie technologii. Sprzęt, jakiego używamy dzisiaj, ma się nijak do technologii sprzed kilkunastu czy nawet dziesięciu lat. Każde kolejne odkrycie, każda nowa informacja przekazana przez sondy czy łaziki marsjańskie zbliża nas do celu. Mars prędzej czy później będzie nasz.

Marsjańskie wydmy a na nich ślady kół łazika (fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS / go.nasa.gov/1IO46oL / public domain)

Projekt Mars One, prowadzony przez holenderskiego przedsiębiorcę Basa Lansdorpa, zakłada wysłanie pierwszych czworga ludzi na Marsa już w 2027 roku.

Z tym pomysłem wiąże się podstawowy problem - finansowanie. Moim zdaniem budżet jest źle pomyślany i wiele osób, które pierwotnie wspierały to przedsięwzięcie, wycofało się z niego. Zobaczymy więc, co się z tym projektem stanie. Życzę mu dobrze, ale mam duże obawy.

Z drugiej strony coraz więcej podmiotów prywatnych, nie tylko instytucji jak NASA czy Europejska Agencja Kosmiczna, ma plany skolonizowania Marsa. W Stanach Zjednoczonych jest to choćby SpaceX prowadzony przez Elona Muska, który ma wizję skolonizowania Układu Słonecznego i chce, by doszło do tego jeszcze za jego życia, a jednym z jego pragnień jest zostać pogrzebanym na Marsie. Elon Musk zapowiada, że dotrze na Marsa przed 2030 rokiem. Ma też wiele innych pomysłów, bo mówi na przykład, że Marsa należy zbombardować nuklearnie, by wywołać globalne ocieplenie i dopiero wówczas tworzyć tam kolonię...

Ale jest też drugi biegun, czyli ludzie, którzy chcą Marsa chronić. Takie ruchy pojawiły się m.in. w Stanach Zjednoczonych. Ich członkowie twierdzą, że na Marsie być może w tej chwili istnieje życie, a przybycie człowieka i ziemskich organizmów na lądownikach może to życie zniszczyć. To pytanie padło również przy okazji badania wody: czy możemy to robić, wiedząc, że nasze działania mogą doprowadzić do jej zanieczyszczenia, a co za tym idzie - zanieczyszczenia całego ekosystemu? Przecież nie chcielibyśmy spowodować zniszczenia życia na innej planecie. Wystarczy, że niszczymy je na Ziemi.

Przynajmniej od kilkunastu lat pojawiają się regularnie teorie, że ziemskie życie przyszło do nas właśnie z Marsa.

- Panspermia, bo tak nazywa się teza, do której nawiązują te teorie, zakłada, że życie mogło się pojawić na naszej planecie przyniesione przez meteory, które rozbijały się na powierzchni Ziemi wiele milionów lat temu. Pytanie, czy te odłamki skalne pochodziły akurat z Marsa? Poza tym nie wiemy przecież, czy życie w jakiejkolwiek postaci w ogóle pojawiło się na Marsie, nie wiemy, czy mogłoby się przenieść na taką odległość, przetrwać podróż. Dlatego podchodzę raczej ostrożnie do tego pomysłu, choć już sama idea panspermii jako życia, które przyszło do nas z kosmosu, wydaje się być bardziej racjonalna i godna uwagi. W końcu Wszechświat istnieje znacznie dłużej niż sama Ziemia, a co za tym idzie - życie w nim mogło ewoluować dłużej niż na Ziemi. Ale tu już wkraczamy w rozważania, skąd w ogóle wzięło się życie? Jak z materii nieożywionej narodziła się materia ożywiona, która w dodatku nabrała umiejętności samoreprodukcji?

Nie jesteśmy sami w kosmosie?

- Wierzę w to, choć to na razie jedynie wiara, że życie w kosmosie jest dość rozpowszechnione. Pytanie, które jest jednak ciekawsze, to czy życie inteligentne również. Biorąc pod uwagę wielkość Wszechświata, wydaje się, że odpowiedź na nie powinna być twierdząca. Jednak jeśli tak, to dlaczego te pozaziemskie inteligencje milczą? Poszukujemy ich przecież, między innymi na falach radiowych, od kilkudziesięciu lat. Niepokojącą możliwością jest to, że inteligentne cywilizacje zbyt szybko same się niszczą, abyśmy mogli usłyszeć ich przekaz.

Inną działającą na wyobraźnię opcją jest to, że jesteśmy pierwszą cywilizacją w kosmosie na tak wysokim poziomie rozwoju. Wtedy jednak to na nas ciąży odpowiedzialność za podbój Wszechświata. A Mars może być do tego pierwszym krokiem.

Grzegorz Brona (fot. materiały prasowe)

Dr Grzegorz Brona. Wykładowca na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Współzałożyciel oraz prezes zarządu Creotech Instruments S.A., spółki z branży kosmicznej w 100 proc. z polskim kapitałem. Przed założeniem własnego biznesu pracował w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN. Za swoją pracę badawczą w 2012 roku został laureatem nagrody naukowej "Polityki". Z nominacji Prezesa Rady Ministrów od 2015 roku zasiada w Radzie Polskiej Agencji Kosmicznej.

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka. Dziennikarz, redaktor, związana m.in. z "Życiem Warszawy" i "Echem Miasta". Humanistka ze skłonnością do nauk ścisłych. Prywatnie matka i miłośniczka psów.