Umanitatea față de Marte - Revista Cum vedeți Direcția Generală pentru Diseminarea Științei
Daniel Martin Reina
După secole de observare a acestuia cu telescopul și decenii de trimiteri de sonde spațiale, se apropie momentul în care ființele umane vor păși pe suprafața lui Marte.
„Pământul este leagănul umanității, dar nu se trăiește întotdeauna în leagăn.” Aceste cuvinte profetice au fost pronunțate în 1911 de către fizicianul rus Konstatin Tiolkovski, considerat tatăl cosmonauticii. Pe atunci simpla mențiune a lui Marte a inspirat viziuni ale vegetației albăstrui care se învecinează cu canale extinse construite de o civilizație marțiană. Datorită explorării spațiale, astăzi știm că suprafața lui Marte este un deșert de nisip, pietre și lavă fără urmă de viață, cel puțin astăzi.
În ciuda tuturor, datorită apropierii și asemănării cu planeta noastră, Marte este prima destinație dacă într-o zi părăsim leagănul pământesc. În urma sfaturilor lui Ciolkovski, NASA are printre prioritățile sale de a duce oamenii pe planeta roșie în anii 2030. Chiar și unele companii private precum SpaceX au planuri ambițioase de colonizare. După secole de observare a acestuia cu telescopul și decenii de trimiteri de sonde spațiale, se apropie momentul în care ființele umane vor păși pe suprafața lui Marte.
Fascinația pentru Marte
Marte este a doua cea mai apropiată planetă de Pământ după Venus. Este la aproximativ 35 de milioane de mile de noi în cel mai apropiat punct. Începând cu invenția telescopului în secolul al XVII-lea, astronomii descopereau unele dintre caracteristicile sale, cum ar fi faptul că are capace polare și că zilele sale durează puțin mai mult de 24 de ore. În a doua jumătate a secolului al XX-lea, oamenii de știință au exclus prezența civilizațiilor avansate pe Marte (a se vedea Cum vezi? Nr. 57), deși unii încă aveau încredere că ar putea găzdui forme de viață simple. Pentru a ieși din îndoială, telescoapele și spectroscopele moderne nu mai erau suficiente. Trebuia să mergi pe Marte.
În mijlocul cursei spațiale pentru cucerirea Lunii, în anii 1960 NASA a trimis mai multe sonde (Marinarii) care au zburat peste planeta roșie și ne-au oferit câteva prime imagini neclare. Un deceniu mai târziu, programul Viking al NASA a reușit în cele din urmă să transmită fotografii de pe suprafața lui Marte. Atunci a trebuit să recunoaștem că Marte era o lume aridă și ostilă. În 1997, primul vehicul off-road, Sojourner, a sosit pe planetă, urmând să i se alăture în 2004 încă două, Spirit și Opportunity. Și în 2012 a aterizat roverul Curiosity, cea mai avansată mașină care a mers vreodată pe planeta roșie.
Marte este o lume fascinantă. Culoarea sa roșiatică deosebită se datorează prezenței oxidului de fier la suprafață. Are cel mai înalt munte din Sistemul Solar, Muntele Olimp, la 22 km înălțime, precum și un sistem gigantic de canioane de peste 4.500 km lungime numit Valles Marineris (Valea Mariner). Temperatura medie este de aproximativ –55 ºC. La poli poate scădea la –150 ºC, dar la prânz la ecuator poate crește la 20 ºC. Anul durează aproximativ 687 de zile pe Pământ (aproximativ 669 de zile marțiene), aproape de două ori față de Pământ. Atmosfera de pe Marte este formată din 95% dioxid de carbon și este atât de subțire încât presiunea atmosferică nu atinge 1% din valoarea Pământului.
Dificultățile de a călători pe planeta roșie
În 1948, Wernher von Braun, omul care se ocupa de racheta care a dus oamenii pe Lună, a planificat o călătorie cu echipaj pe Marte. Un deceniu mai târziu, Serghei Koroliov, omologul său sovietic, a susținut că scopul final al programului spațial sovietic nu ar trebui să fie Luna, ci Marte.
Deci, de ce nu am trimis niciodată o navă echipată pe planeta roșie? Principalul obstacol nu este distanța, ci energia necesară pentru efectuarea diferitelor manevre orbitale. Într-o călătorie pe Lună, care se află la 380.000 km distanță, trei sferturi din energie sunt consumate scăpând de pe suprafața Pământului și ajungând pe o orbită joasă, la o altitudine de aproximativ 300 km. Dacă trebuie să ajungeți și pe Marte, să frânați, să aterizați pe suprafața sa și apoi să vă întoarceți pe Pământ, cantitatea de combustibil necesară este enormă.
Acest lucru ne aduce la o regulă fundamentală a explorării spațiului: costul unei misiuni este calculat pe baza schimbărilor de viteză necesare pentru atingerea obiectivului. Această diferență de viteză este cunoscută sub numele de Delta-V și este magnitudinea care guvernează navigația prin sistemul solar. Marinarii de odinioară aveau hărți nautice cu traseele pentru a urmări vânturile bune și a evita recifele; Inginerii agenției spațiale de astăzi au hărți Delta-V.
Calea minimă Delta-V dintre două orbite eliptice precum cele ale Pământului și Marte este cunoscută sub numele de orbită de transfer Hohmann. Propus în 1925 de inginerul și matematicianul german Walter Hohmann, este format dintr-o orbită eliptică care interceptează originea și destinația. Orbita este calculată în așa fel încât punctul său cel mai apropiat de Soare (periheliu) să coincidă cu punctul de plecare - de exemplu, Pământul - și cel mai îndepărtat punct (afeliu) să coincidă cu destinația - de exemplu, Marte. Acest tip de orbită nu este utilizat numai pentru călătoriile interplanetare. Navele spațiale Soyuz echipate, de exemplu, urmează orbitele Hohmann pentru a ajunge la Stația Spațială Internațională (ISS), care orbitează Pământul la o altitudine de aproximativ 400 km. Orbita de transfer Hohmann nu este nici cea mai scurtă și nici cea mai rapidă traiectorie, dar este cea mai economică.
Terraformarea lui Marte
Experții cred că, în trecut, planeta roșie avea un climat destul de similar cu cel al Pământului, cu o atmosferă densă și râuri și lacuri. Dacă planeta roșie a fost cândva albastră, se poate inversa acest proces? Carl Sagan a fost primul om de știință care a ridicat această posibilitate. În 1961, Sagan a propus să planteze alge în atmosfera lui Venus pentru a absorbi dioxidul de carbon (CO2) și a reduce efectul de seră teribil (temperatura lui Venus nu scade sub 400 ° C). În 1982, ca urmare a unui articol al savantului Christopher McKay, termenul „terraformare” a devenit popular pentru a se referi la procesele necesare pentru a face un corp ceresc locuibil.