Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Weronika Cygan: Wysłaliśmy na Marsa sporo łazików, sond i satelitów, które w ciągu ostatnich dekad dostarczyły nam mnóstwa danych. Wydaje się, że poznaliśmy już Marsa całkiem dobrze. Czy może nas jeszcze czymś zaskoczyć?

Natalia Zalewska: Mars cały czas nas zaskakuje: kiedyś kanałami, potem brakiem wody w tych kanałach, teraz historią wody na tej planecie. Wydaje mi się, że ostatnim zaskoczeniem było sfotografowanie osadów delty przez łazik Perseverance, które wykazują identyczne warstwowanie jak kopalne delty ziemskie. Sferule – drobne kulki znane jako blueberries – znalezione przez łazik Opportunity do dziś stanowią niewyjaśnioną zagadkę. Podobnie jak tzw. Mars recurrent slope linea, czyli sławne smugi na zboczach kraterów pojawiające się sezonowo, o których wciąż niewiele wiemy. Ja liczę na dane z georadaru łazika Perseverance. Nie są one łatwe do interpretacji, ale znalezienie warstwy wodonośnej lub zbiornika wodnego pod powierzchnią Marsa byłoby tym, czego od lat wyczekują naukowcy. Po nich z kolei ucieszyliby się mikrobiolodzy – w końcu woda to świetne środowisko do przetrwania życia. Znalezienie tzw. biomarkerów, czyli cząsteczek świadczących o możliwości życia, wskazuje na pewne szanse. Już odkrycie metanu na Marsie poruszyło wielu naukowców, skłaniając do spekulacji na temat jego pochodzenia. Życia szukamy raczej pod powierzchnią, gdyż prawdopodobnie warunki panujące na powierzchni Marsa byłyby dla niego zabójcze. W większości przypadków do życia potrzebna jest woda, więc najlepiej szukać go tam, gdzie występuje ona w postaci lodu. Myślę, że marsjańskie czapy polarne, grube na 2 kilometry, są dobrym miejscem do hibernacji życia.

Weronika Cygan: Polacy są dość mocno zaangażowani w badanie Marsa. Przy okazji wysłania na Czerwoną Planetę w 2018 roku lądownika InSight dużo się mówiło o mechanizmie udarowym wykonanym m.in. przez Pani kolegów z Centrum Badań Kosmicznych PAN, tzw. Krecie. Jakie odkrycia mu zawdzięczamy?

Natalia Zalewska: Mechanizm udarowy sprawdza się na miękkim lub sypkim podłożu. Nie wyobrażam sobie wbijania go w bazalt – jedną z najtwardszych skał, powszechną na Marsie. Gdyby Kret trafił na sypki regolit, powinien się wbić. Stało się inaczej. Mimo niepowodzenia dowiedzieliśmy się jednak wiele o parametrach gleby marsjańskiej. Jestem zwolenniczką wiertła, które – choć potrzebuje więcej energii – jest bardziej niezawodne. Łazik Rosalind Franklin misji ExoMars planowanej na 2022 rok będzie wyposażony w wiertło, które dotrze do głębokości 2 m. Polacy biorą udział w wielu projektach kosmicznych. Przede wszystkim mam na myśli kolegów z CBK PAN, których aktywności związane są głównie z badaniem jasności gwiazd, plazmy międzygwiezdnej, komet, fizyki atmosfery Jowisza, powierzchni Merkurego itp. Jednym z ważniejszych projektów, w który są zaangażowani Polacy, jest misja Artemis, czyli powrót na Księżyc, mający stać się przystankiem w podróży na Marsa. Zachęcam do odwiedzenia strony CBK PAN, gdzie można znaleźć więcej szczegółów o prowadzonych badaniach i projektach.

Weronika Cygan: Dwukrotnie brała Pani udział w misjach prowadzonych w Mars Desert Research Station na pustyni Utah, gdzie symulowane są warunki marsjańskie. Na ile wykonywane w takich warunkach testy rzeczywiście przygotowują ludzi do długiego przebywania na Marsie? Krytycy tego pomysłu wskazują przede wszystkim na aspekt psychologiczny. Eksperyment na Ziemi może zostać w każdej chwili przerwany, gdyby uczestnikom groziło niebezpieczeństwo, co nie pozwala według nich na wiarygodną ocenę zachowania załogi w całkowitej izolacji w przestrzeni kosmicznej. Jakich przydatnych informacji dostarczają nam takie symulacje?

Natalia Zalewska: Ma pani rację, są to eksperymenty głównie psychologiczne, choć nie jedyne. Zdarzało się, że ochotnicy nie wytrzymywali zamknięcia. Nie dotyczy to astronautów, których przygotowania do przebywania w przestrzeni kosmicznej trwają latami. Spójrzmy na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie astronauci funkcjonują w stanie mikrograwitacji przez wiele miesięcy. Na Marsa poleci kilka dobrze znających się osób, które będą musiały umieć współpracować ze sobą. Oczywiście nigdy nie przewidzi się wszystkich zdarzeń.

Weronika Cygan: Jak będzie wyglądało kompletowanie załogi do lotu na Marsa? W scenariuszach z gatunku science fiction często pośród planetarnych pionierów wymienia się m.in. lekarza, psychologa, botanika czy inżyniera, którzy mają odpowiadać za konkretne działania zespołu. Utrata kogokolwiek z nich jest praktycznie równoznaczna z fiaskiem misji. Ile jest prawdy w pomysłach z fantastyki naukowej?

Natalia Zalewska: Może nawet nie w scenariuszach science fiction, tylko w analogowych misjach marsjańskich i księżycowych. Ja, będąc w MDRS w 2005 roku, byłam geologiem załogowym z towarzyszącymi mi psychologiem, biologiem i inżynierami. Skład załogi zależy od tego, jakie zadania musieliby przeprowadzić jej członkowie. Wydaje mi się, że samo pobieranie próbek nie wymaga wielkich kwalifikacji, ale już wykonanie eksperymentu na miejscu bez fachowca w danej dziedzinie najpewniej doprowadziłoby do porażki. Najważniejsze jest jednak bezpieczeństwo, więc w razie jakiejś awarii inżynierowie są niezastąpieni. Astronautów szkoli się w taki sposób, żeby każdy mógł dać sobie radę w ekstremalnych sytuacjach. Pierwsze załogi będą się bez wątpienia rekrutowały spośród naukowców. Do wymienionych przez panią ekspertów dodałabym fizyków, geologów i specjalistów z zakresu IT. Od każdego uczestnika misji wymaga się szerokiego wachlarza umiejętności – musi on być znakomitym specjalistą w swojej dziedzinie i naprawdę dobrym w dziedzinach pokrewnych. Wszyscy też muszą się odznaczać wysokimi umiejętnościami społecznymi – w takich warunkach będą na siebie skazani, a wszelkie niesnaski mogą okazać się katastrofą dla misji.

Weronika Cygan: Dlaczego lot człowieka na Marsa jest dla nas tak ważny? Wysyłane tam przez nas maszyny radzą sobie całkiem dobrze.

Natalia Zalewska: Przede wszystkim łaziki wysłane do tej pory jeżdżą bardzo wolno i ich wydajność w porównaniu z ludzką jest niewielka. Jako geolog jestem zwolennikiem pobierania próbek z wcześniej obejrzanego terenu – żadne zdjęcie nie odda tego, co widzi się na własne oczy. Człowiek w jeden dzień może zebrać więcej danych niż łazik czy orbiter przez wiele miesięcy pracy. Im więcej będziemy mieli danych, tym lepsze misje robotyczne będziemy zdolni zaprojektować. Współczesne maszyny wyposażane są we wciąż rozwijane systemy sztucznej inteligencji. Te, aby działać sprawnie i samodzielnie, potrzebują ogromnych baz danych, na których mogą się uczyć. W tej chwili mamy ich nadal za mało. Łaziki są ciągle sterowane z Ziemi. W najlepszym wypadku sygnał między naszymi planetami dociera w 8 minut, w najgorszym – w ponad 20 minut. To powoduje, że marsjańskie maszyny poruszają się wolniej niż żółwie, a mimo to nie możemy ustrzec ich przed wszystkimi niebezpieczeństwami: burzą piaskową, rozpadliną czy wielkim kamieniem leżącym na ich drodze. Człowiek każde takie zagrożenie dostrzeże od razu i wdroży program zaradczy: przeskoczy kamień, skręci przed rozpadliną lub schroni się przed burzą.

Weronika Cygan: Elon Musk czy Robert Zubrin podkreślają, że technologia nie stanowi już dla nas przeszkody, byśmy udali się na Czerwoną Planetę. Co nas zatem przed tym powstrzymuje?

Natalia Zalewska: To, że człowiek niedługo wyląduje na Marsie, nie budzi wątpliwości. Przy czym „niedługo” może być kwestią 15–20 lat. Najpierw Mars będzie badany naukowo, więc potrzebna będzie baza naukowa. Do zasiedlania jeszcze daleka droga. Stephen Hawking twierdził, że musi minąć przynajmniej 100 lat, żeby ludzkość mogła się osiedlać na Marsie. Cały czas borykamy się przede wszystkim z zapewnieniem bezpieczeństwa w podróży na tę planetę. Przy obecnej technologii trwałaby ona około pół roku. To długo, zważywszy na brak grawitacji i związane z tym konsekwencje zdrowotne. Elon Musk jednak usilnie do tego dąży i trzeba przyznać, że jest na dobrej drodze. Lądowanie na Marsie to nie tylko projekt grupy entuzjastów, lecz całkiem realne plany poważnych agencji kosmicznych. Chociaż NASA dość regularnie przesuwa moment pierwszej marsjańskiej misji załogowej o kolejne 10 lat, to absolutnie nie porzuca swoich planów. Do wyścigu dołączają kolejne narody, a ponieważ w tym roku Chiny z sukcesem posadziły na Czerwonej Planecie łazika Zhurong, trzeba również liczyć się z ich udziałem. Stawka została podbita, a wyścig trwa.

Weronika Cygan: Czy mimo ogromnego ryzyka chciałaby Pani Doktor wziąć udział w pierwszej wyprawie, gdyby pojawiła się taka możliwość?

Natalia Zalewska: Poleciałabym na Księżyc, jeśli byłaby taka możliwość, bo trasa jest już sprawdzona. Na Marsie jeszcze nikt nie był, więc byłoby to dla mnie za bardzo ryzykowne. To jednak moje odczucie – wiem, że są odważniejsi ode mnie. Faktem jest, iż znaczna liczba lądowań na Marsie po prostu się nie powiodła. Technologia została jednak dopracowana i ostatnie lata dają nadzieję, że taka podróż mogłaby zakończyć się pomyślnie. Astronautka NASA Nicole Scott powiedział kiedyś: „Można umrzeć nawet na własnej kanapie lub idąc do sklepu po bułki. Ryzyko śmierci nigdy nas nie opuszcza i tylko od nas zależy, czy powstrzyma nas przed podążaniem za marzeniami, czy nie”.

Weronika Cygan: W obliczu ziemskich zmian klimatycznych i zanieczyszczenia środowiska wiele osób upatruje w terraformowaniu Marsa szansę na przetrwanie ludzkości. Planeta miałaby stanowić dla nas alternatywę. Pomysł brzmi ambitnie, ale czy nie przeceniamy zbytnio naszych umiejętności?

Natalia Zalewska: Terraformowanie Marsa w obecnej technologii mija się z celem, gdyż nawet jeśli udałoby się wyprodukować atmosferę, zajęłoby to tysiące lat, a w tym czasie łatwiej wypracować technologie chroniące naszą Ziemię przed degradacją. By ludzkość jako gatunek mogła przetrwać, musi rozprzestrzenić się po całej przestrzeni kosmicznej, a nie wybrać się tylko na Marsa. Pomysł jego terraformacji jest karkołomny i trudny do zrealizowania. Bazy na Księżycu czy Marsie to jednak test naszej wiedzy, umiejętności i przede wszystkim wielkie laboratorium technologiczne. To, co uda nam się wypracować w tak nieprzychylnych miejscach, może posłużyć do zmian na Ziemi. Spójrzmy na funkcjonowanie w układzie zamkniętym, jakim jest środowisko Międzynarodowej Stacji Kosmicznej lub przyszłe kolonie. Już w tej chwili na ISS funkcjonuje zamknięty obieg wody. Każdy jej litr jest odzyskiwany, poddawany filtracji i wykorzystywany ponownie. W bazach księżycowych czy marsjańskich każdy wyhodowany liść będzie cenny, nic nie może się zmarnować. Tak wypracowany recykling wykorzystany zostanie na Ziemi. Już teraz czerpiemy z wielu technologii kosmicznych. Jedno może być na Marsie łatwiejsze do osiągnięcia niż na naszej planecie: tam w początkowej fazie będą jedynie naukowcy, bez podziałów kulturowych, państwowych, stref wpływów i interesów narodowych, skupieni na jednym celu – przekraczaniu kolejnych granic ludzkiego postępu.

Weronika Cygan: Bardzo dziękuję za rozmowę. 

Wywiad ukazał się drukiem w "Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" [nr 4 (294) styczeń 2022]