Kosmiczny hurraoptymizm z czasów zimnej wojny oprócz bajecznych wizji skolonizowanych planet zrodził też bardzo konkretne plany. Zanim jeszcze zdążył opaść pył księżycowy, wzniecony przez odlatujący lądownik Orzeł z Armstrongiem i Aldrinem na pokładzie, Wernher von Braun przedstawił szczegóły misji na Marsa, która miała wyruszyć w listopadzie 1981 r. Wraz z księżycowym pyłem opadł jednak również entuzjazm, dlatego dziś, w 2009 r., po Marsie snują się tylko roboty, a podróże poza Układ Słoneczny pozostają w sferze marzeń.
Ostatnie 100 lat rozwoju techniki pozwala optymistom wierzyć, że to, co jest niewykonalne dziś, z pewnością stanie się możliwe jutro. Wystarczy jedno przełomowe odkrycie, by ruszyć ku gwiazdom! Pytanie tylko, czy psychicznie jesteśmy w stanie sprostać trudom takiej podróży?
Z przeszkodami stojącymi na drodze do najdalszych zakamarków kosmosu w mniejszej skali zetknęliśmy się przy okazji lotów księżycowych i orbitalnych. Choć jest tych przeszkód wiele, mają wspólne źródło – ogromne odległości w kosmosie.
PSYCHIKA
Pięć miesięcy misji. Jest coraz trudniej. Zaczynam liczyć dni. Wcześniej tego nie robiłem. Myślę, że nasze zmęczenie narasta, bo tracimy zainteresowanie pracą. Nie chce mi się już nawet wyglądać przez okno – zanotował Walentin Lebiediew podczas swojego 211-dniowego pobytu na stacji kosmicznej Salut w 1982 r. O ile Rosjanie od początku poważnie podchodzili do stanu ducha kosmonautów, o tyle NASA początkowo mało zajmowała się psychologicznymi aspektami misji kosmicznych. Bohaterowie kosmosu mieli być ludźmi bez skazy, uosobieniem amerykańskich ideałów, a ich nieskazitelność – gwarantem finansowania programów kosmicznych. Sami astronauci też nie chcieli dzielić się z nikim swoimi problemami, bo nie mogliby wówczas liczyć na udział w kolejnych misjach. Dlatego szok wywołała w 2007 r. sprawa astronautki Lisy Nowak, która pokonała samochodem 1500 km z Houston do Orlando, by napaść na dziewczynę swojego byłego kochanka, też astronauty. Gazety rozpisywały się o pieluchach, które Nowak założyła, by nie zatrzymywać się po drodze, o uzbrojeniu w postaci gazu pieprzowego, młotka i pistoletu śrutowego, składanego noża, gumowej rurki i worków na śmieci. Astronautce zarzucono próbę usiłowania morderstwa. Adwokat użył w jej obronie takich argumentów, jak ciężka depresja, nerwica natręctw, bezsenność i zaburzenia psychotyczne – problemy, które nie powinny się zdarzyć osobie dopuszczonej do latania w kosmos. Postępek Lisy podał w wątpliwość szczelność sita, przesiewającego kandydatów na astronautów. Oni bowiem muszą umieć sobie radzić nie tylko z kolegami, ale i z własnymi myślami. Podczas dalekiego lotu utrudniony będzie kontakt z Ziemią. Na pokładzie psychologa nie będzie, NASA opracowuje więc wirtualną kozetkę – interaktywny program Virtual Space Station, mający pomóc astronautom w analizie zachowań i stanu ducha. Nowych wyzwań dla psychologów mogą dostarczyć też ewentualne misje z biletem w jedną stronę. Byłyby prostsze do zaprojektowania niż te z biletem powrotnym. Buzz Aldrin uważa, że tak powinna wyglądać już wyprawa na Marsa – jej uczestnicy powinni czuć się jak dawni koloniści, opuszczający dom na zawsze.
ODLEGŁOŚĆ
Od najbliższej Układowi Słonecznemu gwiazdy Proximy Centauri dzielą Ziemię 4,2 lat świetlnych. W przeliczeniu na kilometry odległość ta wynosi aż 40 bilionów, czyli ponad 100 milionów razy więcej niż na Księżyc. Z obliczeń, ile czasu potrzeba, by dotrzeć do Proximy Centauri, przy dzisiejszej technice nijak nie chce wyjść liczba, mająca sens w skali ludzkiego życia. Ile trwałaby taka podróż? Można uprościć rozważania, nie biorąc pod uwagę czasu potrzebnego na rozpędzenie i wyhamowanie statku, i przyjąć optymistycznie, że od startu do mety pędziłoby się z maksymalną prędkością. Misje Apollo docierały na orbitę Księżyca w trzy dni – podróż do Proximy Centauri z taką prędkością zajęłaby 900 000 lat. Sondom – w zależności od użytego napędu – dotarcie na Księżyc zabrało od ośmiu godzin do 13 miesięcy. Wymagający niewielkiej ilości paliwa silnik jonowy, który pozwolił sondzie Deep Space 1 rozwinąć prędkość 56 000 km/godz., dowiózłby statek kosmiczny do Proximy Centauri w 81 000 lat. Rekord prędkości wynoszący 240 000 km/godz. ustanowił badający Słońce Helios 2. W takim tempie do Proximy Centauri leciałoby się 19 000 lat – różnica, trzeba przyznać, zauważalna, ale zupełnie bez znaczenia. Tylko kilkadziesiąt lat trwałaby podróż rakietą o napędzie termojądrowym, która miała powstać w ramach projektu Orion – jej możliwości szacowano nawet na 3% prędkości światła. Prace nad nią powstrzymał jednak Traktat o Zakazie Prób Nuklearnych. Wszelkie nowe pomysły na napęd, pozwalający na międzygwiezdne wojaże, nie przekraczają bariery między teorią a praktyką. Romantyczny słoneczny żagiel? Jeśli nie podarłby się przy rozwijaniu, wraz z oddalaniem się od Słońca sprawowałby się coraz gorzej i wymagałby pomocy superpotężnego lasera. Antymateria? Na daleki lot wystarczyłoby parę gramów, na razie jednak nie umiemy jej tanio wytwarzać ani przechowywać. Zaprojektowany w NASA statek napędzany antymaterią wyglądałby na pomysł szalony nawet w filmie s.f., bo wraz z zapasem wodoru i antywodoru ważyłby 160 mln ton (wahadłowce ważą 2000 ton). Wniosek nasuwa się sam – jeżeli chcemy eksplorować zakamarki kosmosu, musimy wzorem bohaterów „Star Treka” czy „Gwiezdnych wojen” podróżować szybciej niż światło. Zabrania tego szczególna teoria względności, dlatego należy poszukać dróg na skróty tunelami czasoprzestrzennymi. To urzekająca wizja, ale na razie istniejąca w fizyce teoretycznej i fantastyce naukowej.
PROMIENIOWANIE
Nawet podróże na orbitę wymagają od astronautów wyjścia spod bezpiecznego parasola magnetosfery i atmosfery, które chronią Ziemię przed wypełniającym przestrzeń kosmiczną promieniowaniem. Już podczas pierwszej misji na Księżyc zauważył je Buzz Aldrin: rozpędzone, naładowane elektrycznie cząstki, wywoływały błyski na siatkówce oka. Część promieniowania pochodzi spoza naszej Galaktyki i składa się z jąder atomowych, wyplutych przez eksplodujące supernowe, pędzących z prędkością wynoszącą 80% prędkości światła. Przeszywają ciało człowieka jak maleńkie pociski, rozrywając łańcuchy DNA i przyczyniając się do powstawania wolnych rodników, co może doprowadzić do śmierci komórek. Źródłem promieniowania jest też Słońce, które podczas burz może wystrzelić śmiertelną dawkę promieniowania. Astronauci, którzy byli na Księżycu, mieli dużo szczęścia, że ich wizyty nie zbiegły się w czasie z eksplozjami na Słońcu. Wpływ dużych dawek promieniowania na organizm astronauty trudno przewidzieć. Naukowcy mogą oprzeć przypuszczenia na modelach matematycznych, symulacjach komputerowych i wynikach badań osób narażonych na promieniowanie na Ziemi. Według NASA dla 40-letniego mężczyzny, który jeśli nie opuści Ziemi, i tak z 20-procentowym prawdopodobieństwem umrze na raka, dodatkowe ryzyko związane z 2,5-letnią podróżą na Marsa wynosi od 1 do 19% – najpewniej ok. 3–4%. U kobiet jest dwa razy większe ze względu na łatwą zapadalność na raka piersi i jajników. Oprócz nowotworów naukowcy wymieniają nudności i wymioty, choroby serca, układu oddechowego i pokarmowego czy zaćmę. W 2001 r. badania wykryły ją u 39 astronautów, 36 z nich uczestniczyło w misjach, w których byli narażeni na stosunkowo wysokie dawki promieniowania, takich jak loty na Księżyc. Planowanie długich podróży, nawet na Marsa, wymaga zaprojektowania skutecznej ochrony przed promieniowaniem. A na tę ochronę nie ma na razie dobrego pomysłu. Można by zamknąć statek w bąblu magnetycznym na wzór ziemskiej magnetosfery, ale naukowcy mają wątpliwości, czy bąbel nie byłby bardziej szkodliwy niż promieniowanie. Wydaje się, że najlepiej zdałyby egzamin osłony zawierające dużo lekkiego wodoru – wypełnione wodą albo… plastikowe. Być może do gwiazd poleci statek z tworzywa na bazie polietylenu, z którego produkowane są reklamówki.
MIKROGRAWITACJA
Zanim pierwsi ludzie polecieli w kosmos, naukowcy mieli obawy, czy człowiek w ogóle prze żyje stan nieważkości. Martwili się, czy serce będzie w stanie wykonywać swoją pracę, czy da się jeść i pić? Okazało się, że organizm daje sobie nieźle radę i po paru dniach przyzwyczaja się do nieważkości, mimo trudności z orientacją w przestrzeni, utrzymaniem równowagi czy kłopotów ze snem. Objawy przypominające chorobę lokomocyjną przechodzą po paru dniach, więc podczas długich misji nie powinny być bardziej niepokojące niż przy krótkich. Nieważkość okazała się najniebezpieczniejsza dla mięśni i kości. Mięśnie, które na Ziemi stale trudzą się pokonywaniem siły grawitacji, w stanie nieważkości nie pracują i słabną. Kilkumiesięczny pobyt na stacji kosmicznej, mimo ćwiczeń, skutkuje utratą 20–30% masy mięśniowej i 15% sprawności mięśni. Zdarzało się, że po powrocie z misji kosmonauci wymagali intensywnej rehabilitacji, bo przez wiele dni nie byli w stanie nawet chodzić. Kości ulegają demineralizacji jak podczas osteoporozy. Podczas miesiąca na orbicie astronauta traci tyle masy kostnej, ile starsza kobieta podczas całego roku. Po powrocie na Ziemię stan kości polepsza się, ale mogą być bardziej podatne na złamania. Nie wiadomo na razie, jaki wpływ miałaby mikrograwitacja na rozwój płodu ludzkiego, jednak doświadczenia na szczurach każą się martwić o niedorozwój jego kości i mózgu.
BRAK OPIEKI ZDROWOTNEJ
Śmiałkowie, którzy wyruszą na podbój kosmosu, będą narażeni nie tylko na pozaziemskie dolegliwości związane z mikrograwitacją i promieniowaniem, lecz również na prozaiczne kłopoty ze zdrowiem: od małych ran przez ból zębów po zawał serca. I będą sobie musieli sami z nimi radzić. Już dziś aż 94% członków załóg wahadłowców przyznaje, że zaglądało do apteczki, głównie po to, by walczyć z nudnościami, zaburzeniami snu i bólami. Żeby zminimalizować ryzyko problemów ze zdrowiem, należy zacząć od starannego wyboru astronautów. Muszą się oni cieszyć dobrym zdrowiem i kondycją fizyczną, jednak wielbiciele siłowni nie będą najlepszymi kandydatami, ponieważ w warunkach mikrograwitacji natychmiast by osłabli. Kwarantanna przed podróżą zapobiegłaby przywleczeniu na statek chorób, a przestrzeganie higieny pomogłoby w utrzymaniu zdrowia w drodze. Żadne środki ostrożności nie dadzą jednak 100-procentowej pewności, że podczas długiego lotu nikt nie będzie niedomagał ani nie ulegnie wypadkowi. Długie wyprawy nie obędą się bez lekarza, który w razie koniecznej interwencji będzie miał trudne zadanie, ponieważ mikrograwitacja bardzo komplikuje operacje chirurgiczne – trudno jest skoordynować ruchy czy ocenić siłę nacisku. Operacja na odległość, przeprowadzana przez lekarza z Ziemi sterującego robotem, mogłaby się udać najwyżej na Księżycu, gdzie opóźnienie sygnału wynosiłoby zaledwie dwie sekundy. Przy opóźnieniu około minuty przeszkolony astronauta mógłby wykonać operację, podążając za wskazówkami z Ziemi, dalej – musiałby sobie poradzić sam.
ŻYCIE W GRUPIE
Kosmonauta Walerij Riumin, który w kosmosie spędził w sumie ponad rok, powiedział, że zamknięcie dwóch ludzi w ciasnej kabinie na dwa miesiące stwarza wszelkie warunki do popełnienia morderstwa. Zarówno pierwszy Amerykanin, który poleciał z Rosjanami na stację Mir, Norman Thagard, jak i ostatni astronauta na Mirze, Andy Thomas, przyznawali, że psychicznie ciężko było im znieść misję. Co robić, by długi lot nie zamienił się w kryminał? Skazanie paru osób na własne towarzystwo nieuchronnie prowadzi do napięć. Trudno spodziewać się sielanki na długodystansowym statku kosmicznym, z którego nie można wysiąść i wrócić do domu ani nawet wyjść za próg, by wziąć głęboki oddech. Stres związany z zamknięciem w grupie obcych ludzi na małej przestrzeni będzie wzmagał stały strach przed śmiercią, rozstanie z rodziną, brak intymności, niewygody. Psychologowie kosmiczni obawiają się depresji i konfliktów, które w sytuacji zagrożenia nie pozwolą astronautom sprawnie współdziałać, narażając ich na śmiertelne niebezpieczeństwo. Na razie można próbować życia w izolacji na… Ziemi. Od lat bawi się tak Towarzystwo Marsjańskie, ale prowadzone są też poważne eksperymenty. Pod koniec marca 2009 r. w moskiewskim Instytucie Problemów Biomedycznych zatrzasnęły się drzwi blaszanego „statku kosmicznego”, w którym na 105 dni zamknięto uczestników eksperymentu Mars 500. Do naukowego Big Brothera, płatnego 6 500 dol. miesięcznie, zgłosiło się 6 000 chętnych z 40 krajów – wybrano czterech Rosjan, Francuza i Niemca. By zabić czas i rozładować energię, muszą wykonać kilkadziesiąt eksperymentów. Na pokład wzięli też książki, muzykę i filmy. Monitoring ma wykazać, jak zniosą zamknięcie i własne towarzystwo. Symulacja uwzględnia 20-minutowe opóźnienie komunikatów między statkiem a Ziemią. Jeśli wszystko pójdzie OK, na 2010 r. planowana jest 520-dniowa próba generalna misji marsjańskiej, podczas której odbędzie się m.in. symulacja lądowania. Z eksperymentu Mars 500 wyłączono kobiety, bo 10 lat temu podobna próba skończyła się awanturą: dwaj Rosjanie się pobili, potem jeden z nich pocałował kanadyjską uczestniczkę eksperymentu. Ponieważ obawiała się gwałtu, Rosjan oddzielono od reszty załogi. Podczas prawdziwego lotu na Marsa sprawy seksu nie będzie można już zignorować. Nie sposób wymagać od uczestników misji trzyletniego celibatu, choćby z powodu generowanych przez brak seksu napięć.
NUDA
Gdy astronauci dotrą do celu, będą mieli pełne ręce roboty, jednak podczas wielomiesięcznego czy wieloletniego lotu grozi im potworna nuda. Ulubionym zajęciem gości stacji kosmicznych jest przypatrywanie się zmieniającej się Ziemi. Projektanci przyszłych rakiet będą raczej unikać okien, ale mogą zastąpić je ekranem pokazującym obraz, rejestrowany przez umieszczoną na zewnątrz kamerę. Gorzej, że gdy Ziemia zniknie z pola widzenia, nie będzie na co patrzeć. Gapienie się w czarną pustkę raczej nie wpłynie korzystnie na morale załogi. Na pokład będzie można zabrać tylko rzeczy niezbędne i lekkie, rozrywki ograniczą się do filmów, muzyki, książek elektronicznych czy gier. Astronauta Andy Thomas uważał znalezienie sobie rozrywki za kluczowe także ze względu na psychikę, bo to pozwala oderwać się myślami od otoczenia. Sam spędzał czas na rysowaniu, ale czy znajdowałby w nim ukojenie, gdyby misja trwała latami?
WĄTPLIWY SENS
Przeciwnicy załogowych lotów kosmicznych uważają, że nie ma żadnego powodu, by ludzie latali w kosmos, ponieważ nie zrobili tam nic, czego nie mogłyby zrobić roboty. Robert Park, fizyk z Uniwersytetu Maryland, ocenia, że wysyłanie w kosmos robotów kosztuje mniej więcej 1% tego, co posyłanie tam ludzi. Nie potrzebują tlenu, jedzenia ani picia, nie grozi im depresja, nie trzeba ich ściągać z powrotem na Ziemię, a jeśli zginą bez śladu – nikt nie będzie po nich płakał. Scott Hubbard, były szef programu marsjańskiego NASA, przyznaje jednak, że to, co dwóm robotom zajęło cztery lata, dobrze wyszkolony człowiek zrobiłby w kilka dni. Myśląc o naprawdę dalekich wyprawach, tak czy inaczej przed ludźmi należałoby wysłać roboty, by sprawdziły, jak wygląda cel podróży i czy jest sens tam się pchać. Jeśli tak, śladem robotów będzie można posłać statek załogowy, choćby miał zmierzać do celu przez dziesięciolecia. Jakim rozczarowaniem byłoby lecieć latami do gwiazd i nie znaleźć tam niczego ciekawego! Przemierzanie tysięcy lat świetlnych od jednej nagiej planety do drugiej i tak brzmi wystarczająco mrocznie i ponuro, a nie ekscytująco. Już chyba mało kto wierzy, że kosmos tętni życiem, jak w „Gwiezdnych wojnach”. Ponieważ nie wiadomo, co o podróżach w kosmos będą myśleć przyszłe pokolenia, nawet udana wyprawa może skończyć się tak jak dla bohatera „Powrotu z gwiazd” Stanisława Lema – astronauty, który wrócił na Ziemię z ponadstuletniej wyprawy, lecz zamiast chwały i fanfar spotkało go niezrozumienie i obojętność. Świat przestał cenić ryzyko i przygodę, wybierając bezpieczeństwo, dobrobyt i święty spokój. Eksploracja odległych planet nikogo już nie obchodziła.
KOSZTY
Kosmiczny wyścig USA i Związku Radzieckiego w latach 1957–1975 służył politycznym celom, dlatego nie mogło na niego brakować pieniędzy. Po szoku, jaki wywarł lot Jurija Gagarina, i deklaracji prezydenta Kennedy’ego, że jeszcze w latach 60. Amerykanie staną na Księżycu, budżet NASA powiększył się o 89%, a liczba współpracowników skoczyła z 60 do 200 tys. W latach 60. NASA otrzymywała do 5% amerykańskiego budżetu, dziś tylko 1%. Obecnie tak silnym jak niegdyś polityka impulsem do eksploracji kosmosu mogłaby być jedynie realna szansa na zyski z wykorzystania pozaziemskich zasobów naturalnych. Mimo braku entuzjazmu i kryzysu w ostatnich latach dało się zauważyć pewne ożywienie w dziedzinie załogowych lotów kosmicznych – pojawiły się amerykańskie, rosyjskie, europejskie i nawet chińskie plany lotów na Księżyc i Marsa. W snuciu podobnych planów nie przeszkadzają wielkie różnice w budżetach – NASA ma 16,2 mld dol., a np. Roskosmos – tylko 1,2 mld. Zresztą koszty projektowanych od lat misji marsjańskich zawsze były rozstrzelone – od 30 mld dolarów, które powinny wystarczyć na misję Mars Direct, po 450 mld dolarów według szacunków z czasów George’a Busha. W cięciu kosztów pomogłoby wysłanie na Marsa kolonizatorów z biletem w jedną stronę. Ideę tę lansuje Buzz Aldrin, argumentując, że jeśli weźmie się pod uwagę ogromny wysiłek, potrzebny by wysłać ludzi na Czerwoną Planetę, ściąganie ich z powrotem po paru miesiącach wydaje się mało sensowne. Tym bardziej że powrót drastycznie zwiększa ryzykowność misji – w lotach kosmicznych, podobnie jak w samolotowych, najtrudniejsze i najbardziej „wypadkowe” są starty i lądowania. W NASA, być może, pomysł podróży bez powrotu nie przejdzie, ale niewykluczone, że podchwycą go zdeterminowani Chińczycy. Z pewnością nikłe szanse na sfinansowanie mają pomysły na podróże kosmiczne trwające wiele lat. W czasach, gdy politycy rzadko wybiegają myślami poza własną kadencję, trudno przypuszczać, że jakiś rząd zainwestuje w misję, której efekty poznają dopiero przyszłe pokolenia.
DŁUGOŚĆ LUDZKIEGO ŻYCIA
Gdyby nie udało się wymyślić sposobu na przechytrzenie prędkości światła, trzeba by zastanowić się nad zorganizowaniem wieloletniej podróży, trwającej dłużej niż przeciętne ludzkie życie. Fantaści podają kilka rozwiązań. Statek mógłby być wielopokoleniową arką, na której rodziłyby się i umierały kolejne generacje, a do celu dotarliby potomkowie tych, którzy opuścili Ziemię. Prokreacja musiałaby odbywać się pod kontrolą, by nie doszło do niepożądanych mutacji genetycznych ani do przeludnienia na statku. Antropolog z Uniwersytetu Florydzkiego John Moore wyliczył, że aby zapewnić wystarczającą różnorodność genetyczną, w podróż trwającą dłużej niż życie jednego pokolenia powinno wyruszyć ok. 180 osób. Organizacja życia na statku powinna imitować mikrospołeczeństwo na wzór kolonistów, którzy przed laty osiedlali się w nowych rejonach Ziemi. Planując rozmnażanie, trzeba by rozwiązać problem potencjalnie szkodliwego dla płodu promieniowania i mikrograwitacji. Inny pomysł to hibernacja. Astronauci spędziliby lata w kostce lodu i zostaliby rozmrożeni dopiero u celu. Wariant tej idei przewiduje, by zamiast dorosłych wysłać w kosmos zamrożone embriony. W odpowiednim momencie należałoby je odmrozić, pozwolić im rozwinąć się w sztucznej macicy, a potem powierzyć je pod opiekę robotom. Jeszcze inaczej mogłaby wyglądać wieloletnia misja, gdyby inżynieria genetyczna pozwoliła na wytworzenie superludzi, żyjących długo, jedzących mało i przygotowanych do przeżycia długiej i monotonnej podróży. Oprócz problemów technicznych, związanych z utrzymaniem załogi przez wiele lat przy życiu, czy też zatrzymania, a potem przywrócenia jej życia, wszystkie tego typu pomysły prowokują gigantyczne dylematy etyczne. Chętnych do lotu pewnie nie zabraknie, ale czy wolno im skazywać swoje dzieci i praprawnuków na egzystencję poza Ziemią? Czy możemy sobie pozwolić na tak daleko posuniętą manipulację ludzkim życiem?