Irány a Mars! De miként?

Tervek, veszélyforrások, megoldási lehetőségek

Űrszondáinkkal és Mars-járó robotjainkkal már eddig is szép eredményeket értünk el a vörös bolygó feltárása terén. De mikor lépnek űrhajósok a bolygóra, hogy még jobban feltérképezzék a planétát, s még több információval gazdagítsák a tudományt?

Már az 1950-es, 1960-as években is születtek tervek arról, hogy asztronautákat juttassanak a bolygóra, ám ezek papíron maradtak. Az utóbbi időkben viszont már mind az Egyesült Államok, mind Európa, mind Kína komolyan foglalkozik az emberes Mars-expedíciók megtervezésével és a megvalósításukkal. Sőt, nemcsak a NASA, az ESA (Európai Űrügynökség), illetve a Kínai Nemzeti Űrügynökség, hanem a dél-afrikai születésű, Amerikába áttelepült programozó, feltaláló, üzletember, Elon Musk, az általa megalapított SpaceX vállalat vezetője is kozmonautákat kíván küldeni a planétára. A NASA 2033-ig, Kína 2033-ban, az ESA pedig 2040-ben akarja végrehajtani első emberes Mars-misszióját, melyeket követően állandó bázisokat terveznek létrehozni az égitesten, míg Musk nagy méretű kupolavárosokat tervez felépíteni rajta. De miként lehet megvalósítani az elképzeléseket?

Először is hatalmas tolóerejű hordozórakétára, megfelelő űrhajóra, valamint Mars-kompra van szükség. A NASA és az ESA által kifejlesztett Orion-űrhajót nemcsak az új amerikai holdprogram, az Artemis-program lebonyolítása végett építették meg, hanem mélyűri kutatóutakra is szánják. Ám magának a négy asztronautával repülő űrhajónak is szüksége lesz egy kisebb, kémiai és elektromos hibrid meghajtású hordozórakétára, s így is csak kilenc hónap alatt éri el a planétát, ahol bolygó körüli pályára áll. A személyzet két tagja rajta marad, míg a másik két űrhajós a leszállóegységgel leereszkedik a felszínre. A leszállóhelyen már várná őket a korábban oda eljuttatott robotűrhajó, jelentős ellátmánnyal, zárt, túlnyomásos Mars-járóval, valamint a feltankolt felszállóegységgel. A két űrhajós – a Mars-járóval utazva – 30 napig folytatna kutatásokat, majd visszatérnének az űrhajóra, mely aztán irányt venne a Föld felé. A későbbi expedíciók során pedig már 500, majd 916 km-t is bejárnának a kozmonauták. Elon Musknak viszont grandiózusabb tervei vannak. Fejlesztés alatt álló Starship rakéta-űrhajórendszerének hordozórakétáját többszöri használatra tervezik, hogy az – miután lekapcsolódik a Mars felé induló, ugyancsak többször felhasználható űrhajóról – önműködően visszaereszkedjen a Földre, s készen álljon a következő indításokra. A hatalmas, 50 m hosszú űrhajónak a bolygóra vezető útját hat hónaposra akarják lecsökkenteni, s mivel ehhez plusz üzemanyag szükségeltetik, ezért a SpaceX előzőleg Föld körüli pályára állítana egy üzemanyagtartályt, ahol feltankolna a kisebb hordozórakétákkal felszerelt űrhajó, melynek kozmonautái a Marson eltöltött idő után, a helyben előállított, metánalapú üzemanyagot felhasználva térnének vissza a Földre. Később pedig Musk egész hordozórakéta-, üzemanyagtartály- és űrhajóflottát építene ki, s ezek segítségével juttatná el a vörös bolygóra az űrhajósokat, az űrkutatókat, a telepeseket, a szükséges ellátmányokat, valamint azokat a felszereléseket, melyekkel felépítenének egy, majd több, a helyi nyersanyagok felhasználásával végül önellátóvá váló kupolavárost, hogy megkezdjék a planéta benépesítését.

A 120 m magas Starship rendszer hordozórakétája sokkal erősebb, mint az eddigi legnagyobb hordozórakéta, az Apollo-programra tervezett Saturn–V. Az utóbbi 150 tonna terhet tudott a világűrbe juttatni, az előbbi viszont 300, a leendő megnagyobbított változata pedig 600 tonnát tud majd Föld körüli pályára állítani. Ám lehetséges, hogy mégsem kémiai, illetve kémiai és elektromos hibrid meghajtású űrhajókkal indulnak útnak a közeljövő Mars-expedíciói, mivel új lendületet vett a nukleáris hajtóművek kifejlesztése. A seattle-i Ultra Safe Nuclear Technologies cég már leszállította a NASA-nak a korábbiaknál biztonságosabb, megfelelően kis méretű, de nagy tolóerejű nukleáris hajtómű terveit (az űrkutatásban fontos szempont a tömegtakarékosság, hogy az űreszköz minél könnyebben legyőzze a földi gravitációt). Az új hajtóművel felszerelt atoműrhajó már három hónap alatt elérné a Marst, így az asztronautáknak harmadannyi időt kellene utazással tölteniük, mint ha kémiai vagy kémiai és elektromos meghajtást vennének igénybe, az utazás időtartamának a lerövidítése pedig jó hatással lenne az asztronauták egészségére.

Hosszabb űrutazások során ugyanis fenyegetést jelent a napszél, s még ennél is sokkal nagyobb veszélyforrás a nagy energiájú részecskékből álló kozmikus sugárzás, lévén, hogy az elektromosan töltött részecskék zápora károsítja az emberi szervezetet. Megfelelően vastag falúnak kell hát lennie az űrhajónak, hogy minél jobban leárnyékolja a sugárzást, s mivel a hidrogén jó védelmet nyújt a sugárzás ellen, a kozmonauták az űrhajó falának a belső oldalára rögzíthetnék a magukkal vitt vizet tároló tartályokat. Ugyancsak fontos az utazás jó időzítése. A naptevékenység felerősödésekor a Nap mágneses tere is megerősödik, és elhárítja a kozmikus sugárzás nagy részét, tehát a naptevékenység maximuma idején a legjobb elindulni a Mars felé. S mivel a vörös bolygón is – mágneses tér hiányában – magas a sugárveszély, az űrhajósok hidrogénezett bór-nitrid nanocsöveket tartalmazó szkafandert viselnének, mely egyrészt erős szövetből állna, másrészt a hidrogén megvédené az asztronautákat a sugárzástól.

A veszélyforrások lecsökkentése, illetve a technológia fejlődése révén pedig már a közeljövőben űrhajóscsizmák, valamint Mars-járókerekek hagynak maguk után nyomokat a vörös bolygó porában.

Lajos Mihály