V klasičnih znanstvenofantastičnih zgodbah o Marsu so se pogosto pojavljali očarljivi Marsovci, ki so napadli Zemljo zaradi svojih dragocenih virov. Toda resničnost je taka, da bodo v naslednjih dvajsetih letih - z vsemi tehničnimi in proračunskimi omejitvami - ljudje edini napadli Rdeči planet. Letos je NASA predstavila svoj najnovejši načrt za skok 300 milijonov kilometrov na četrti planet od Sonca. Strategija predvideva oblikovanje lunine postaje v orbiti Lune, ki bo služila kot vmesna točka za vesoljske polete na Mars na velike razdalje. Postaja s posadko Deep Space Gateway bo lansirna ploščad za Deep Space Transport, različico Enterprise vesoljske agencije.
Do zgodnjih 20-ih let je astronavt morda pustil prvo človeško sled na drugem nebesnem objektu od leta 1969. Potreboval bo pametne pripomočke, ki omogočajo življenje na hladnem, negostoljubnem planetu, daleč od najbližjega kraja, ki bi mu lahko rekli "dom".
Voda, voda povsod
Dejstvo, da je na Marsu voda, nikogar več ne preseneča. Površinski tokovi na Rdečem planetu, ki občasno puščajo, vodijo znanstvenike k prepričanju, da bi morala resnično teči tekoča voda. NASA je lani sporočila, da je odkrila tudi ogromen rezervoar ledu, zamrznjenega pod trdno površino planeta.
Vendar zgodnji popotniki na Mars verjetno ne bodo imeli enostavnega dostopa do teh vodnih virov ali pa bo dostop do njih predrag. Namesto tega bi lahko prihodnji astronavti uporabili vrsto lovilca vode, ki so ga razvili znanstveniki s kalifornijske univerze v Berkeleyju.
Ta naprava na sončni pogon uporablja poseben kovinsko-organski okvir (MOF) za črpanje vode iz zraka v pogojih najmanj 20-odstotne vlažnosti. Študija na to temo je bila objavljena prejšnji mesec v reviji Science.
Promocijski video:
S tem prototipom je bilo mogoče v 12 urah iz zraka zbrati približno tri litre vode s samo kilogramom MOF. Okvir združuje kovine, kot je magnezij, z organskimi molekulami, ki se postavijo v trda, porozna vlakna za shranjevanje plinov in tekočin.
"Če je relativna vlažnost na Marsu približno 20 odstotkov ali več, ne razumem, zakaj ta naprava tam ne more delovati," pravi Omar Yagi, soavtor dela, ki je MOF prvič izumil pred 20 leti.
Medtem ko bi bil lovilec vode čudovito uporaben v sušnih krajih na Zemlji, bo takšna naprava delovala na popolnoma suhem Marsu, kjer lahko kljub puščavskim razmeram ponoči relativna vlažnost zraka doseže 80-100% - kar je več kot dovolj za sesanje vode iz ozračja.
Yagijeva ekipa že pripravlja cenejši in učinkovitejši MOF za sorpcijo vodne pare. »Samo vprašanje časa je, kdaj bo ta tehnologija postala ekonomsko konkurenčna. To je pomemben korak k prihodnosti oskrbe z vodo, temu pravim "personalizirana voda".
Civilizacijski žig
Danes lahko 3D tiskamo kar koli - tudi delujoče jajčnike. Sposobnost izdelave orodij in delov bo zagotovo pomagala Marsovskim kolonistom, ki ne morejo vsega vzeti s seboj naenkrat.
Pred kratkim je ekipa z univerze Northwestern pokazala sposobnost tiskanja 3D struktur z uporabo Marsovskega in luninega prahu. Natančneje, ne pravi prah, ampak posnemalec, ki ga je odobrila NASA, enake velikosti in oblike. Raziskovalci, ki jih vodi Ramil Shah, so uporabili tako imenovani postopek 3D slikanja, ki uporablja nova črnila, s katerimi je njen laboratorij prej tiskal stvari, kot so grafen in ogljikove nanocevke.
Študija je bila objavljena v začetku tega leta v Nature Scientific Reports.
3D tiskani material, sestavljen iz 90 mas.% Prahu, je zelo prilagodljiv in trpežen kot guma. Lahko ga "izrežemo, zvijemo, zložimo in oblikujemo pred 3D poslikavo." Izdelate lahko celo LEGO kockice.
"Na mestih, kot so drugi planeti in lune z omejenimi viri, bodo morali ljudje za življenje uporabiti tisto, kar je na tem planetu," pravi Shah, docent na šoli za inženirstvo McCormick. "Naša 3D črnila resnično odpirajo možnost tiskanja različnih funkcionalnih ali strukturnih predmetov, da bi ustvarili habitate zunaj Zemlje."
Dom stran od doma
NASA razvija lastno rešitev za nastanitev na Rdečem planetu. To je iglu.
Tehnično je "Martian Ice House" velika napihljiva cevasta konstrukcija, ki bo vključevala materiale, zbrane s planeta in zaprte v ledeno lupino.
Ideja napihljive konstrukcije je, da jo je enostavno prevažati. Zakaj led? Voda zagotavlja odlično zaščito pred sevanjem in to je ena največjih nevarnosti, s katero se ljudje srečujejo pri vesoljskih potovanjih. Dolgotrajna izpostavljenost lahko povzroči raka ali celo akutno sevalno bolezen.
Lahko pa bi bili pod površjem pokopani tudi stanovanja, laboratoriji in druge zgradbe, zaradi česar bi morali raziskovalci živeti kot trogloditi. Toda Mars Ice Home ponuja boljšo perspektivo.
"Vsi materiali, ki smo jih izbrali, so prosojni, zato bo lahko del dnevne svetlobe od zunaj prodrl vase in vam dal vedeti, da ste v hiši in ne v jami," je povedal Kevin Kempton, glavni preiskovalec projekta Mars Ice Home pri NASA.
Eno jabolko na dan
Ni jasno, ali je znanstvenofantastična uspešnica The Martian dejansko povečala prodajo krompirja, vendar znanstveniki razvijajo dovršene samooskrbne rastlinske kmetije, ki bodo bodočim astronavtom zagotavljale sveže sadje in zelenjavo.
Na primer, skupni projekt med NASA, Univerzo v Arizoni in zasebnimi podjetji je bioregenerativni sistem za podporo življenju (BLSS), ki ga predstavlja hidroponska rastlinska komora, ki za proizvodnjo hrane ne potrebuje zemlje (ali, še bolje, človeškega blata).
Sistem z zaprto zanko se začne z vodo, bogato s hranili. Hranilna voda podpira rastlinski koreninski sistem. Sistem hkrati koristi tako rastlinam kot ljudem, saj slednji oddajajo ogljikov dioksid, ki ga vegetacija absorbira. Rastline pa s fotosintezo proizvajajo kisik.
»Naš prvi večji projekt se je začel leta 2004. Na Južnem tečaju (Antarktika) smo zasnovali in zgradili komoro za pridelavo hrane. Še vedno je tam in še vedno deluje, «pravi Gene Giacomelli, direktor Kmetijskega centra za urejena okolja in nekdanji glavni preiskovalec projekta BLSS.
BLSS je bil predstavljen v biosferi 2, zaprtem ekološkem sistemu v lasti in upravljanju Avstralcev.
Izzivi pred nami
Očitno je še veliko dela, preden astronavti začnejo gojiti okusna rdeča jabolka na Rdečem planetu. NASA in njeni komercialni partnerji še vedno razvijajo rakete naslednje generacije, ki bodo kos težkim operacijam prihodnjih misij. V teku so tudi drugi projekti za ustvarjanje modulov za bivanje v vesolju, ki bodo ljudi popeljali na Mars.
Resne ovire ostajajo. Na primer problem sevanja. Znanstveniki, ki jih financira ESA, so nedavno napovedali napravo, ki simulira vesoljsko sevanje za preučevanje groženj in razvijanje rešitev za ublažitev njegovih učinkov na ljudi in opremo. Trenutno se vesoljska medicina osredotoča na preučevanje, kako ljudje ostanejo zdravi in odporni v globokem vesolju.
Postavlja se tudi vprašanje odsotnosti od doma. So ljudje dovolj močni, da lahko preživijo tako dolgo pot? O tej temi se raziskujejo tudi v antarktičnih razmerah.
Letos bo minilo 60 let od začetka vesoljske dobe, ko je Rusija prvič izstrelila vesoljski satelit. Prihod na Mars v manj kot stoletju od te prelomne točke bo zgodovinski trenutek, ki napoveduje novo prihodnost človeške rase.
ILYA KHEL