KULTURA LIBERALNA > Temat tygodnia > Podróże w kosmos...
Podróże w kosmos pomogą uratować Ziemię
Jakub Bodziony: Czy czeka nas wojna o zasoby na Marsie?
Gordon Wasilewski: Szczerze powiem, że akurat tym prawie w ogóle obecnie się nie przejmuję.
Bo pan myśli jak naukowiec, a to pewnie pierwsza myśl, jaka przychodzi do głowy politykom.
Takie konflikty wymagałyby wielu zaangażowanych państw, osad i baz na Marsie, na Księżycu czy na innym obiekcie. Zdaję sobie sprawę z tego, że państwa, organizacje międzynarodowe czy korporacje toczą różne potyczki na geopolitycznej scenie, ale przeniesienie tej rywalizacji na poziom kosmosu jest ekstremalnie trudne. Szczególnie jeśli mówimy o działaniach orbitalnych i w ekstremalnych warunkach.
Dlaczego?
Bardzo często jakakolwiek nieprzyjacielska akcja może się odbić rykoszetem na agresorze, w zupełnie naturalny sposób. Do tej pory większych potyczek zbrojnych w ogóle w kosmosie nie mieliśmy, a jedynie jednostkowe testy różnych systemów obronnych, również w bardzo ograniczonym zakresie.
Jedną z głównych przyczyn takiego stanu rzeczy jest to, że podróżujemy z tak wielkimi prędkościami i przede wszystkim w środowisku obniżonej czy zerowej grawitacji, że satelity, stacje czy statki kosmiczne rozpadłyby się na tysiące a nawet miliony kawałków, które stworzyłby chmurę obiektów grożącą efektem domina.
Ostatnie testy takiej broni miały miejsce całkiem niedawno, bo w 2019 roku prowadzone przez Indyjską Agencję Kosmiczną i w ubiegłym roku przez Roskosmos. Jeżeli spojrzymy na wykres liczebności śmieci kosmicznych, po niemal każdej takiej próbie mamy do czynienia ze wzrostem. Oczywiście są to niezwykle małe obiekty, ale bardzo groźne dla infrastruktury kosmicznej.
Kosmos dzisiaj w dużej mierze jest zarządzany przez naukowców, co sprawia, że wykorzystuje się go pokojowo, a takich konfliktów nie widzimy i raczej przez długi czas nie będziemy widzieć. Niemniej, w celu zachowania tego pokoju potrzebne będą mechanizmy inne niż prawo kosmiczne. W końcu na morzach międzynarodowych na Ziemi nawet w XXI wieku walczy się z piractwem, a niektóre państwa wciąż nie wywiązują się z traktatów międzynarodowych.
Tylko że wiedza naukowców może zostać wykorzystana również nie do pokojowych celów.
Myślę, że takie napięcia mogą się pojawić w przypadku Księżyca, w zależności od tego, czy powstanie tam międzynarodowa baza, kilka regionalnych, czy też takie przynależące do konkretnych państw czy organizacji. Ale ogólnie rzecz biorąc, jest to według mnie bardzo daleki i mało prawdopodobny scenariusz w perspektywie najbliższych dekad.
Zdjęcie: Pixabay, źródło: Pexels;
Które kraje są najbardziej rozwinięte właśnie w zakresie podróży kosmicznych?
Przede wszystkim amerykańska NASA, Europejska Agencja Kosmiczna (której jako Polska jesteśmy częścią), chiński program kosmiczny CNSA oraz rosyjski Roskosmos. To cztery, które historycznie dominowały i wciąż mają wiodącą pozycję.
Są też inni gracze na rynku, chociażby Indie i Japonia. Ta ostatnia niedawno świętowała olbrzymie sukcesy na polu badań małych obiektów układu słonecznego, szczególnie asteroid. Mamy więc szóstkę głównych graczy, którzy często ze sobą współpracują. Może pomijając Chiny… to program kosmiczny najbardziej zamknięty na zewnętrzną pomoc. Mimo wszystko Chińczycy odnoszą w ostatnim czasie najbardziej spektakularne sukcesy jeśli chodzi o badanie Księżyca. To jest zdecydowanie coś niesamowitego i nowego, a także pokazuje, jaki jest chiński kierunek działań.
Jeżeli chodzi o samo górnictwo kosmiczne, bardzo istotną pozycję ma Luksemburg. Niedawno otwarto tam Europejskie Centrum Zasobów Kosmicznych (ECZS), które będzie bardzo istotnym punktem rozwoju nowych technologii w UE.
To państwo, ze względu na swoje niewielkie rozmiary, od zawsze próbowało na swoim terytorium zlokalizować perspektywistyczne obszary gospodarki. Tam też znajduje się największy operator telekomunikacyjno-satelitarny w Europie. Wcześniej były to też fin-tech czy logistyka, teraz przyszedł czas na górnictwo kosmiczne. Fakt, że zlokalizowano tam ECZS jest związany również z tym, że Luksemburg ma jedną z największych składek per capita do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Opiewa ona na kilkaset euro, a w Polsce jest to 1 euro na osobę rocznie. Nominalnie jest to nawet większy udział niż Polski. To kwota, która odcina nam możliwość udziału w najbardziej ambitnych projektach kosmicznych, ale też jest związana z etapem rozwoju, na jakim znajduje się polski sektor kosmiczny.
No właśnie, gdzie w tej rozgrywce jest Polska? Bo kojarzę głównie żarty z loga Polskiej Agencji Kosmicznej i tego, że Jacek Sasin i Mariusz Błaszczak będą wysyłać polskie satelity w kosmos.
Polski wkład jest na pewno większy, niż wydaje się większości z nas, szczególnie od kiedy jesteśmy członkami ESA. Zazwyczaj realizujemy projekty na poziomie specjalistycznych podsystemów i systemów. Pracuję przy tym na co dzień, zarówno w firmie Astronika, jak i w Centrum Badań Kosmicznych PAN, gdzie kończę doktorat. Realizujemy wiele ambitnych projektów, w których tworzymy instrumenty do badań zarówno na orbitach ziemskich, jak i w dalszych częściach Układu Słonecznego. Niedawno jako Astronika dostarczyliśmy na przykład komplet anten i wysięgników, które pomogą lepiej poznać strukturę Jowisza i jego lodowych księżyców, gdy tam dotrą w 2029 roku. To tylko jeden przykład, a podmiotów, które w tym przemyśle pracują, w Polsce jest ponad 70…
Czy również z powodów finansowych Polska miała tylko jednego kosmonautę?
Dotychczas nie mieliśmy polskiej astronautki lub astronauty w korpusie europejskim, bo Polska weszła do ESA w 2012 roku, a ostatnia rekrutacja była w latach 2008–2009. W tym roku od 31 marca rozpoczyna się kolejna tura. Jeśli komuś w tej rekrutacji by się powiodło, prawdopodobnie musiałaby wzrosnąć nasza składka. Gdyby wszystko poszło zgodnie z planem, to najwcześniej za 10 lat będziemy mogli zobaczyć Polkę lub Polaka w kosmosie.
Czym wyróżnia się chiński program kosmiczny?
Chińczycy mają zdecydowanie stabilną wizję swojego programu kosmicznego, co jest ogromną zaletą, w przemyśle jako takim, a już szczególnie tym skoncentrowanym na kosmosie. Naukowcy oraz inżynierowie mogą być pewni tego, że ich badania czy rozwój systemów będą otrzymywać wsparcie przez lata. I tu konkretnym kierunkiem jest właśnie badanie Księżyca, czy właściwie jego podbój.
A na czym miałby polegać ten podbój Księżyca? Formalnie Księżyc nie może być niczyją własnością.
To prawda z prawnego punktu widzenia. Jednak w związku z tym, jakie możliwości niesie jego grawitacja i zasoby materialne, takie jak lód wodny, czy niematerialne, jak nasłonecznienie, to, mimo traktatów, głupio z tego nie skorzystać. Księżyc może być naszą bezpieczną przystanią do dalszych podróży kosmicznych i myślę, że w ten sposób widzą to Chińczycy.
Głównym problemem wciąż jest dla nas wydostanie się z ziemskiej pułapki grawitacyjnej – to najbardziej kosztowny i najniebezpieczniejszy (obok lądowania) etap podróży. Dlatego potrzebujemy tak ogromnych rakiet, które jeszcze do niedawna były wyłącznie jednorazowe, a 90 procent ich masy stanowi paliwo. Potrzebujemy więc ogromnych zasobów energii, żeby wynieść w kosmos relatywnie niewiele sprzętu i ludzi. To niezrównoważone podejście – i czas je zmienić.
Tu właśnie z pomocą przychodzi nam Księżyc, ale też inne, mniejsze obiekty Układu Słonecznego, takie jak w pasie asteroid, gdzie możemy zgromadzić to, czego potrzebujemy do bardziej zrównoważonej i ambitnej eksploracji.
Jak to ma działać?
W 2009 roku potwierdzono, że na biegunach Księżyca, w permanentnie zacienionych kraterach, istnieją zasoby lodu wodnego, które mogą posłużyć do produkcji paliwa i niezbędnych do życia elementów (jak woda pitna i tlen). To otworzyło zupełnie inne myślenie na to, co możemy zagospodarować, oraz otworzyło zupełnie inne myślenie o tym, na czym w najbliższych dekadach powinniśmy się skupić. Tak ustabilizowało się to podejście NASA znane jako „Moon to Mars”.
Obecnie dysponujemy jednym punktem badawczym, czyli danymi z chmury pyłowo-gazowej powstałej w wyniku intencjonalnego uderzenia rakiety Centaur w dno krateru Cabeus. Ale z roku na rok coraz więcej dowiadujemy się o tych zasobach – zarówno dzięki obserwacjom orbitalnym, jak i symulacjom na Ziemi. To są niezwykle ekstremalne regiony polarne, bardzo zimne i właśnie dlatego stabilne są tam zasoby tego lodu.
Tam od miliardów lat w ogóle nie dociera słońce?
Tak i jest to związane z geometrią orbitalną Księżyca, którego nachylenie osi obrotu wynosi praktycznie zero. W ten sposób powstają permanentnie oświetlone i zacienione regiony. Ta sytuacja rozwiązała dwa najważniejsze problemy, jakie mamy.
Skąd wziąć dane zasoby i jak je wydobywać?
W tym miejscu mamy jednocześnie energię na to, żeby wydobyć ten zasób – niemalże przez 80–90 procent czasu roku słońce tam ciągle świeci, bez żadnych zakłóceń atmosferycznych, cyklu dnia i nocy.
I właśnie dlatego to miejsce jest tak ekscytujące i otwiera tak ogromne możliwości. Jednak są to na tyle ekstremalne warunki, że zagospodarowanie tymi zasobami rodzi ogromne wyzwania, nad którymi pracują tysiące osób.
Czym górnictwo kosmiczne różni się od takiego, które znamy ze Śląska?
Są pewne punkty wspólne, takie jak wykorzystywanie materiałów wybuchowych czy wydobywanie metodą odkrywkową – chociaż tu bardzo istotnym czynnikiem jest grawitacja na danym obiekcie. Setki lat doświadczeń w wydobyciu na Ziemi stanowią wiele dobrych praktyk dla tego, co chcemy robić w kosmosie. Oczywiście, ucząc się na ich błędach, szczególnie środowiskowych.
Osobiście specjalizuję się w górnictwie wody z pokładów lodowego regolitu, czyli z wierzchniej warstwy pyłu i lodu, która obejmuje dna permanentnie zacienionych kraterów Księżyca. Proces opiera się na ogrzewaniu takiego depozytu i zjawisku sublimacji. Zgodnie z obecną wersją architektury, na dnie krateru znajduje się namiot wydobywczy, który jest ogrzewany przez światło słoneczne odbite przez system luster znajdujący się na szczycie krateru. To jest możliwie najprostsza technologia, którą określa się jako dirt simple – porównuje się ją z działaniami poszukiwaczy, którzy płukali złoto w rzekach Gór Skalistych. I rzeczywiście, jedyne czego chcemy dokonać na Księżycu, to skupienie światła w miejscu, w którym światło nie padało od 3–4 miliardów lat. Tak prosta metoda otwiera nam zupełnie nowe możliwości obecności ludzi poza Ziemią, zapewniając podstawowe zasoby, niezależne od dostaw z Ziemi.
Przy czym Elon Musk zapowiada, że załogowa misja na Marsa odbędzie się już w 2026 roku. Jego plan nie uwzględnia Księżyca?
SpaceX idzie zupełnie inną ścieżką, czyli „Mars Direct”. To jak najbardziej możliwe, do tego celu potrzeba jednak odpowiednio potężnej rakiety, którą obecnie budują z dużymi sukcesami.
Wizja Muska nie polega na podbojach księżycowych, ale na dotankowywaniu statku marsjańskiego przez kilka misji w sekwencji z Ziemi na orbitę i z powrotem.
Bo tu również problemem jest paliwo, tak?
Czym cięższy jest sprzęt, tym więcej tego paliwa się zużywa przy samym starcie. Wszystko w kosmosie opiera się na prędkości, to znaczy podróż kosmiczna to nie jest podróż pod znakiem „jak daleko”, tylko „jak szybko”. Dlatego, wydostając się z Ziemi, musimy zwiększyć prędkość obiektu o pierwszą prędkość kosmiczną. Później musimy osiągnąć prędkość ucieczki, żeby opuścić grawitację Ziemi (tj. w sumie ponad 11 km/s), i oczywiście jeśli chodzi o inne miejsca potrzebujemy odpowiednio dużej różnicy prędkości, żeby tam dotrzeć w rozsądnym czasie.
A po co my tam lecimy? Poza tym, że to element ludzkiej natury, który kierował również odkrywcami w XVI i XVII wieku.
To pogoń za odkryciem i za tym, co trudne, ale także sytuacja otwierająca nam zupełnie nowe sposoby myślenia o nauce, technologii, gospodarce i społeczeństwie. Stopniowe poszerzanie naszej obecności w kosmosie zmierza do tego, abyśmy mogli w zrównoważony sposób się tam osiedlić, docelowo w sposób niezależny od dostaw z Ziemi.
Dlaczego?
Bo one generują ryzyko – przede wszystkim związane z czasem. Dostawy mogą też zostać wstrzymane z powodu politycznego lub ekonomicznego. Zresztą, również dawne morskie wyprawy odkrywców, które osiągały największe sukcesy, były niezależne od portu macierzystego. Musimy więc w podobny sposób założyć pierwsze przyczółki.
I co potem?
Baza księżycowa pozwoli nam znacząco obniżyć koszty podróży kosmicznej, ze względu na możliwość dotankowywania misji i naprawy satelitów na orbicie okołoziemskiej. Kiedy będziemy dysponować całą infrastrukturą strategiczną, to umożliwi nam łatwe i pewne przemieszczanie się w przestrzeni okołoksiężycowej, a wraz z jej rozwojem – już w dowolne miejsce Układu Słonecznego. Później będziemy mogli sięgnąć jeszcze dalej, po zasoby, których nie będziemy już wykorzystywać podczas misji, a z powrotem na Ziemi.
Czyli, tak jak wydobywaliśmy paliwa kopalne na planecie, tak będziemy to robić w kosmosie?
Mam na myśli przede wszystkim metale ziem rzadkich, których ziemskie wydobycie jest niezwykle ważne, także dla transformacji energetycznej, ale wiąże się z bardzo dużymi kosztami energetycznymi i środowiskowymi. To jest również wstęp do budowy tak zwanych megakonstrukcji, takich jak elektrownie solarne na orbicie ziemskiej. Wtedy znika zarówno problem zanieczyszczenia atmosferycznego, jak i magazynowania energii z OZE na Ziemi. Planowo ma być ona przesyłana mikrofalami w konkretne miejsce na Ziemi.
Czyli rozwój eksploracji kosmosu nie jest ucieczką w poszukiwaniu Planety B?
Najpierw stoimy po stronie naszej niezwykłej planety. To właśnie ludzie, którzy spoglądają na nią z kosmosu, najlepiej widzą te wielkie zagrożenia, przed którymi teraz stoimy. Przemysł kosmiczny dostarcza niezwykle istotnych danych naukowych, które umożliwiają nam przewidywać i przeciwdziałać zmianom klimatycznym, a także lepiej wykorzystywać dostępne nam zasoby. Ta myśl zawsze towarzyszy naszym działaniom i dla wielu z nas jest najistotniejszym motorem napędowym. Ponadto ciągłe spoglądanie w gwiazdy ukazuje nam inne zagrożenia, takie jak obiekty zagrażające Ziemi. Dinozaury nie miały agencji kosmicznej…
Nawet jeśli część osób uważa, że podróże kosmiczne to fanaberie kilku miliarderów, to fakty są takie, że ich realizacja prowadzi do niesamowitych odkryć inżynieryjnych i naukowych. To eksploracja kosmosu dała nam ogniwa fotowoltaiczne, GPS, komunikację satelitarną i wiele innych fundamentalnych produktów, które demokratyzują nasze społeczeństwa.
To, co jest istotne w kosmosie, to fakt, że wszelkie zasoby misji są cenne. Dlatego jestem spokojny o to, że nie zniszczymy reszty Układu Słonecznego jak Ziemi. Wszystkie czynności w kosmosie, szczególnie te, w których biorą udział ludzie, na Ziemi uznalibyśmy za maksymalnie ekologiczne.
Na przykład?
Astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zużywają wielokrotnie mniej wody niż Ziemianie, a ponad 90 procent tej wody jest poddane recyklingowi. Każdy kilogram, metr sześcienny i wat energii w kosmosie jest na wagę złota. Jeszcze więcej dobrych przykładów zrównoważonego rozwoju i gospodarki obiegu zamkniętego przyjdzie z rozwiązań stosowanych przez mieszkańców Księżyca lub Marsa.
Skoro tu jesteś...
...mamy do Ciebie małą prośbę. Żyjemy w dobie poważnych zagrożeń dla pluralizmu polskich mediów. W Kulturze Liberalnej jesteśmy przekonani, że każdy zasługuje na bezpłatny dostęp do najwyższej jakości dziennikarstwa
Każdy i każda z nas ma prawo do dobrych mediów. Warto na nie wydać nawet drobną kwotę. Nawet jeśli przeznaczysz na naszą działalność 10 złotych miesięcznie, to jeśli podobnie zrobią inni, wspólnie zapewnimy działanie portalowi, który broni wolności, praworządności i różnorodności.
Prosimy Cię, abyś tworzył lub tworzyła Kulturę Liberalną z nami. Dołącz do grona naszych Darczyńców!
PRZECZYTAJ INNE Z TEGO NUMERU
KOMENTARZE
