Marte, prima „staţie” în drumul spre viitor

Cu timpul, puterea zborului a fost eliberată de caracteristicile fantastice şi a fost adusă în plan uman de minţi geniale, precum Roger Bacon sau Leonardo da Vinci, care au elaborat primele planuri ale unor instrumente care să permită omului să zboare. Odată cu balonul fraţilor Montgolfier, lansat cu succes în 1783, omenirea a intrat cu adevărat în era zborului. Aceasta a culminat cu reuşitele spaţiale ale secolului al XX-lea, când omul a ajuns pentru prima dată în spaţiu şi pe satelitul natural al Terrei, Luna.

Următoarea ţintă a programelor spaţiale o constituie explorarea planetei Marte. Acest obiectiv nu este doar un capriciu, ci un prim pas spre colonizarea altor planete, misiune considerată esenţială pentru supravieţuirea civilizaţiei umane.

• Motive să fim optimiști: Inovațiile din știință care fac lumea mai bună
• Oamenii de știință au dezvăluit coroana unei găuri negre pentru prima dată

Celebrul fizician Stephen Hawking avertiza în 2010 că specia umană riscă să dispară dacă nu vom reuşi colonizarea altor planete. „Au fost cazuri în istoria omenirii, precum criza rachetelor cubaneze din 1963, când supravieţuirea noastră ca specie a fost extrem de incertă. Este foarte probabil ca frecvenţa acestor situaţii să crească în viitor. Dar eu sunt optimist. Dacă vom reuşi să evităm dezastrul în următoarele două secole, specia noastră ar trebui să fie în siguranţă, pe măsură ce ne răspândim în spaţiu. Singura noastră şansă de supravieţuire pe termen lung este extinderea în spaţiu„, a afirmat omul de ştiinţă.

Printre potenţialele cauze care ar putea provoca eliminarea speciei umane se numără impactul cu un asteroid, o încălzire globală accelerată provocată de topirea permafrostului, o erupţie a unui supervulcan (precum cel de la Yellowstone), o pandemie sau un război nuclear. Cu excepţia ultimului, toate aceste evenimente s-au mai întâmplat în istoria acestei planete şi se vor mai petrece, singura incertitudine fiind momentul în care vor avea loc.

Aşadar, spre Marte!

Când va avea loc o misiune spre Marte?

O misiune umană spre Marte a fost propusă încă de la jumătatea secolului trecut, iar cu timpul ideea a încetat să mai fie doar o propunere fantezistă, principalele puteri spaţiale începând să elaboreze planuri şi să stabilească ţinte concrete pentru atingerea acestui obiectiv.

În 2010, preşedintele american Barack Obama şi-a expus viziunea asupra acestei probleme, anunţând că SUA intenţionează să trimită o misiune umană care să orbiteze planeta Marte şi să revină cu succes pe Terra în jurul anului 2030, urmată de o misiune în care oamenii vor păşi pe solul marţian. „Intenţionez să văd cu ochii mei un american pe Marte”, a spus Obama, care avea 48 de ani la data discursului.

NASA analizează mai multe posibilităţi pentru a îndeplini acest obiectiv, printre care şi aceea de lansa o misiune cargo spre Marte în 2035, care să fie urmată de o misiune umană în 2037.

Ce implică o călătorie spre Marte din punct de vedere psihologic?

Primul pas pentru selectarea unui astronaut care să reziste presiunilor mentale impuse de o călătorie spre Marte este testul psihologic. Pentru a fi recunoscut drept un candidat apt pentru o misiune spaţială de durată, astronautul trebuie să demonstreze că poate rezista la nenumăraţi factori de stres repetitivi, fără a ceda.

Agenţia Spaţială Japoneză foloseşte camere de izolare pentru a testa candidaţii pentru un post de astronaut. Unul din testele la care aceştia sunt supuşi implică celebra artă japoneză origami, în care o foaie de hârtie este pliată pentru a obţine diferite forme geometrice. Pentru că tradiţionala artă japoneză necesită răbdare şi atenţie, psihologii japonezi au conceput un test pentru cei ce doresc să devină astronauţi: aceştia trebuie să producă 1.000 de cocori din hârtia de origami.

După ce aceştia termină misiunea, cocorii sunt analizaţi cu atenţie. Sunt primii 10 cocori concepuţi cu mai multă grijă decât ultimii 10? Un semn îngrijorător, explică psihologul Natsushiko Inoue: „deteriorarea acurateţei arată că astronautul devine nerăbdător în condiţii de stres”. Munca repetitivă constituie 90% din activitatea pe care o desfăşoară un astronaut de pe Staţia Spaţială Internaţională, iar incapacitatea de a menţine nivelul calităţii ridicat după o perioadă lungă reprezintă o imensă bilă neagră pentru cei ce doresc să devină astronauţi.

Călătoria spre Marte implică toţi factorii de stres tipici unei slujbe obişnuite, precum lipsa somnului, anxietatea, volumul prea mare de muncă, la care se adaugă un factor unic: imposibilitatea de a renunţa.

Pe lângă toate acestea, plictiseala provocată de lipsa unei schimbări de mediu poate constitui un important factor de risc pentru sănătatea mentală a astronauţilor ce pornesc în călătoria spre Marte. După ce vor pierde contactul vizual cu Terra, astronauţii nu vor mai putea vedea nimic, nici măcar o stea, din cauza luminii orbitoare a Soarelui.

Pentru a testa efectul unei astfel de călătorii, Agenţia Spaţială Europeană şi Institutul Rus pentru Probleme Biomedicale au elaborat experimentul Mars-500, în care o călătorie de 500 de zile până pe Marte şi înapoi este simulată, pentru ca efectele medicale şi psihologice ale unei astfel de aventuri să poată fi analizate.

Pentru călătoria spre Marte va fi nevoie de selectarea unor astronauţi curajoşi şi descurcăreţi, deoarece distanţa mare de Terra va introduce o întârziere de 20 de minute în comunicarea cu baza. Astfel, în cazul unei situaţii de urgenţă, personalul de pe naveta spaţială va trebui să găsească soluţii fără asistenţa celor de pe Pământ.

Durata lungă a călătoriei, 500 de zile, va implica şi alte probleme. Conform psihiatrului spaţial Nick Kanas, în a 6-a săptămână a unei misiuni spaţiale astronauţii încep să devină mai distanţi de colegii lor de misiune şi mai teritoriali. De obicei, furia faţă de ceilalţi colegi este «revărsată» asupra colegilor de la sol. În cazul în care contactul cu baza va fi mai dificil, psihologii avertizează că ar putea apărea conflicte între astronauţi. Într-un experiment similar Mars-500, efectuat în 1999, doi astronauţi ruşi s-au luat la bătaie.

Pentru a reduce posibilitatea apariţiei conflictelor, NASA a luat în calcul trimiterea unui cuplu în spaţiu. Agenţia spaţială americană a renunţat la idee, pentru că exista riscul ca un astronaut să se afle în situaţia de a avea de ales între a pune în pericol partenerul de viaţă şi a pune în pericol misiunea spaţială.

Chiar şi aşa, agenţiile spaţiale vor trebui să găsească o soluţie pentru nevoile fireşti de intimitate ce vor surveni de-a lungul a 500 de zile de singurătate spaţială.

Ce implică o călătorie spre Marte din punct de vedere fiziologic?

O călătorie spaţială de durată ar putea avea consecinţe nebănuite nu doar asupra psihicului uman, ci şi asupra corpului astronauţilor ce întreprind această călătorie.

Este binecunoscut faptul că astronauţii pierd masă musculară şi osoasă în timpul misiunilor spaţiale, ca urmare a faptului că nu folosesc suficient muşchii şi oasele în absenţa forţei gravitaţionale. De obicei, masa musculară pierdută se reface în câteva săptămâni de la revenirea pe Terra, însă oasele au nevoie de mai mult timp de recuperare, variind de la 3 la 6 luni. Totuşi, unele studii sugerează că scheletul astronauţilor implicaţi în misiuni de lungă durată nu revine niciodată la forma iniţială.

Corpul uman economiseşte resursele, distribuindu-le doar între elementele care sunt folosite. De aceea sportivii sunt nevoiţi să întreprindă activitate fizică în fiecare zi, pentru a se asigura că muşchii şi oasele sunt la capacitate maximă. Studiile arată că persoanele paraplegice pierd între 33% şi 50% din masa osoasă a membrelor inferioare. Astronauţii care revin pe Pământ după misiuni spaţiale ce durează 6 luni înregistrează o pierdere a masei osoase de 15%-20%.

Oamenii de ştiinţă care studiază potenţialul unei misiuni spre Marte se tem că o călătorie spaţială care durează aproape doi ani ar putea avea un efect devastator asupra scheletului astronauţilor. Astfel, odată ajunşi pe Planeta Roşie, aceştia şi-ar putea rupe piciorul cu ocazia primului pas făcut într-un mediu cu gravitaţie (chiar dacă gravitaţia de pe Marte este la o treime din nivelul celei de pe Terra, mai exact 0.38g).

În acest moment, în ciuda programelor ce implică exerciţii fizice efectuate în spaţiu, nu există o soluţie pentru problema pierderii masei osoase. Specialiştii NASA estimează că astronauţii care vor porni în călătoria spre Marte vor fi selectaţi în urma unei testări genetice riguroase, care va permite identificarea celor mai potriviţi candidaţi pentru o astfel de încercare. Ritmul de reducere a densităţii osoase depinde în bună măsură de moştenirea genetică a fiecăruia, iar rasa conferă de asemenea un avantaj. Studiile arată că persoanele din rasa neagră prezintă o densitate osoasă mai mare decât caucazienii, iar aceştia, la rândul lor, au densitatea osoasă mai mare decât persoanele din rasele asiatice.

O călătorie lungă în condiţii de imponderabilitate ridică o altă problemă ce trebuie luată în calcul de proiectanţi: costumul astronauţilor. Pentru că în absenţa gravitaţiei coloana vertebrală nu mai este apăsată de greutatea corpului, astronauţii cresc în înălţime aproximativ cu aproximativ 3% după o săptămână petrecută în spaţiu. Dacă această creştere nu este prevăzută de proiectanţii costumului, acesta ar putea deveni prea mic pentru persoana ce îl foloseşte.

Un alt pericol, unul extrem de important, îl reprezintă radiaţia. Fără protecţia oferită de atmosfera Pământului, astronauţii din naveta spaţială care se va îndrepta spre Marte vor fi loviţi de raze Gamma şi de de neutroni lansaţi în direcţia lor de către soare. James A. Pawelczyk, membru al misiunii STS-90 de pe naveta spaţială Columbia, îşi aminteşte că „nu era niciodată întuneric; atunci când stăteam întins, încercând să adorm, radiaţiile îmi loveau celulele vizuale fotoreceptoare şi vedeam scântei strălucitoare. Spuneam «Wow, tocmai a trecut una colorată!”.

Pe măsură ce naveta se va îndepărta de Pământ, radiaţiile din spaţiu vor deveni mult mai puternice, solicitând un scut serios pentru a proteja sănătatatea astronauţilor. Cosmonauţii ruşi de pe naveta spaţială Mir obişnuiau să doarmă cu capul lângă baterii mari de plumb, pentru a-şi proteja craniul de radiaţiile cosmice. Un alt scut bun este oferit de apă, graţie faptului că este bogată în hidrogen. De asemenea, deşeurile umane produse de astronauţi ar putea constitui un scut bun, deoarece sunt bogate în hidrocarburi.

Cu toate acestea, niciunul din scuturile anti-radiaţii conceput până acum nu este suficient de eficient pentru a proteja oamenii de efectul devastator pe care acestea îl au asupra celulelor.

Se speră că, în cele două decenii rămase până la data când NASA şi-a propus să lanseze o misiune umană spre Marte, inginerii vor reuşi să dezvolte fie un scut mai eficient, fie o metodă de propulsie superioară celor existente astăzi, care să permită reducerea timpului pe care astronauţii l-ar petrece în spaţiu.

Ce ne rezervă viitorul

Provocările care ne despart de Marte sunt mari, iar misiunile spaţiale nu mai stârnesc aceeaşi emulaţie pe care călătoria spre Lună a provocat-o în toată lumea.

De această misiune, însă, ar putea depinde supravieţuirea noastră ca specie. De aceea, membrii NASA susţin că zidul care separă cetăţenii de oamenii de ştiinţă ar trebui doborât şi că fiecare dintre noi ar trebui să se considere parte a acestui efort, pe care ar trebui să-l abordeze cu speranţă.

Tema speranţei a constituit temelia discursului ţinut de preşedintele american Barack Obama atunci când a anunţat anul trecut planul NASA pentru misiunea spre Marte: „La 50 de ani de la crearea NASA, ţelul nostru nu mai constă într-o destinaţie pe care dorim să o atingem. Ţelul pe care dorim să-l atingem acum este capacitatea omenirii de a munci şi învăţa, de a funcţiona şi de a trăi în siguranţă dincolo de Pământ, pentru perioade lungi de timp, folosind căi sustenabile şi, poate, inepuizabile„.

Dacă acum călătoria spre Marte poate părea doar un vis îndrăzneţ, dar nerealizabil, aşa cum călătoria spre Lună imaginată de Jules Verne a fost considerată mult timp doar o temă a literaturii SF, pentru generaţiile de peste sute de ani aceasta ar putea constitui baza unor noi mituri similare Genezei…