Ile może trwać wyprawa na Marsa?

Przed nami premiera filmowego Marsjanina, wraz z którą powróci wiele pytań dotyczących rzeczywistej wyprawy człowieka na Czerwony Glob. Jedna z podstawowych wątpliwości dotyczy odległości między planetami oraz tego, jak długo będzie trwała wyprawa na Marsa.

Treściwie: Trzy miesiące do absolutne minimum, w praktyce pewnie więcej.

Od historycznej, załogowej misji na Marsa dzieli nas sporo czasu, przy czym to “sporo” regularnie zwiększa swoją objętość i nawet najwięksi mędrcy NASA nie są w stanie podać choćby przybliżonej daty długo wyczekiwanej eskapady. Wielki orędownik eksploracji Czerwonej Planety, Robert Zubrin, od dawna głosi, że technologie jakimi obecnie dysponujemy, pozwoliłyby na start ambitnego projektu choćby zaraz. Blokadę stanowią koszty oraz bezpieczeństwo astronautów. Trudno powiedzieć, czy ryzyko byłoby większe niż w czasie misji Apollo 11, ale jedno jest pewne: mówimy o projekcie o nieporównywalnie większej skali i złożoności.

Podstawową różnicę między misją księżycową i marsjańską najlepiej przedstawi ilustracja:

Ile trwa lot na Marsa?

Tak mniej więcej prezentuje się dystans między Ziemią a Marsem przy najbardziej korzystnym (!) ułożeniu obu planet, gdy odległość między nimi wyniesie około 50-60 milionów kilometrów. Jak łatwo policzyć, w takim scenariuszu czekałaby nas co najmniej 130 razy dłuższa droga niż w przypadku wypadu na Księżyc.

Ile będzie trwała wyprawa na Marsa?

Ale żeby nie było zbyt kolorowo, nieznośne planety pozostają w nieustannym ruchu po orbitach, a do sensownego zbliżenia dochodzi co kilka, kilkanaście lat. Ostatnim razem oba światy znalazły się w odległości 56 milionów kilometrów w 2003 roku – i co ciekawe było to najbliższe spotkanie Ziemi i Marsa od 50 tysięcy lat. Następne tak dogodne okoliczności będą miały miejsce w roku 2018 (58 mln km) oraz w roku 2020 (62 mln km). Ale mało prawdopodobne abyśmy to wykorzystali do lotu załogowego.

Przyjmijmy, że podczas pierwszej załogowej wyprawy na Marsa przyjdzie nam pokonać odległość około 60 milionów kilometrów. Zakładając, że rozwinęlibyśmy prędkość ekipy Apollo 10 wynoszącą niecałe 40 tys. km/h, statek każdego dnia mógłby przemierzyć 960 tys. kilometrów. W takim układzie cała odyseja trwałaby 62 dni (124 dni w dwie strony), co należy uznać za naprawdę przystępny okres. Jeszcze lepiej poradzilibyśmy sobie dysponując napędem sondy New Horizons, pędzącej 58 tys. km/h. Pozwoliłoby to na załatwienie sprawy w zaledwie 43 dni (86 dni w obie strony)!

Jednak rzeczywistość pozostaje bardziej złożona. Pominąłem tu kwestie rozpędzenia statku oraz jego zwalniania w miarę zbliżania do celu, jak również kolosalnej masy, jaką przyjdzie silnikom popychać. Mówimy przecież o konieczności wysłania w kosmos co najmniej dziesiątek ton, czego wręcz nie wypada zestawiać z lekką półtonową sondą. Nawet jeśli zastosujemy jakieś wymyślne metody i np. spróbujemy złożyć statek na orbicie, to i tak najbardziej optymistyczne scenariusze należy włożyć między bajki.

Jednak przede wszystkim musimy być świadomi, że rakiety w kosmosie nigdy nie poruszają się najkrótszą możliwą trasą, lecz po “łuku”, co oznacza, że bez względu na wszystko astronautom przyjdzie przemierzyć znacznie dłuższy odcinek niż wspomniane 60 milionów kilometrów. 

Zatem, ile trwa lot na Marsa? Realnie trzeba być gotowym na to, że cała tułaczka od ziemskiego kosmodromu do lądowania na marsjańskiej pustyni, będzie trwała co najmniej pół roku. Hermes z Marsjanina Andy’ego Weira, potrzebował na przebycie tej drogi 124 dni, przy zastosowaniu lekkich i oszczędnych silników jonowych napędzanych argonem. To tylko powieść, ale autor wiedział o czym pisze. Łazik Curiosity leciał na Marsa 254 dni, przy czym jemu nie robiło to specjalnej różnicy.

Nie dziwota, że odległość i czas trwania potencjalnej wyprawy, stanowią i będą stanowić podstawową przeszkodę na naszej drodze do odwiedzin Marsa i kolejnych globów. Ogromna wyprawa wymaga zabrania ze sobą ogromnych zapasów. Długa podróż przez kosmiczną pustkę oraz pobyt na pozbawionym magnetosfery globie, narażą załogę na niebezpieczną ekspozycję promieniowania. Do tego dojdzie psychologia astronautów, którzy będą musieli wytrzymać w swoim towarzystwie kilkanaście stresujących miesięcy. W takich okolicznościach łatwo o błędy, kryzysy i konflikty. To nie misja Apollo, gdzie załogę dzieło od domu niecałe półtorej sekundy świetlnej, a cała ekspedycja trwała zaledwie kilka dni.

Mimo wszystko, lot na Marsa jest w naszym zasięgu, a przedstawionym zagrożeniom po prostu będziemy musieli stawić czoło. Prędzej czy później, ale w końcu na pewno.

Czy wszechświat jest płaski? Kapsuła w płomieniach – misja Apollo 1 50 ciekawostek na 50-lecie misji Apollo 11