Jak zbudować dom na Marsie?

Lądowanie na Marsie to jedno z największych wyzwań ludzkości XXI wieku. Już sam lot ma w sobie potężną liczbę potencjalnych problemów, ale napisałem już cztery strony tekstu i nie jestem nawet bliski końca, więc ten temat sobie odpuszczę. Kiedy już uda się wylądować i nie skończyć wszystkiego w jednej z wielu potencjalnych katastrof, następnym krokiem będzie kolonizacja planety. Terraformowanie Marsa jest najprawdopodobniej niemożliwe, o czym już pisałem w pierwszej części, pozostaje więc zamknięcie się od jego zabójczych warunków życiowych. Co można zbudować na Marsie, by tam zamieszkać?

To Dobre Pytanie

Na początek potrzebne jest bioregeneracyjne wsparcie życia. Pozwoli ono na wykorzystanie odpadów generowanych przez ludzi – dwutlenku węgla, brudnej wody i odchodów w taki sposób, by przetworzyć je w tlen, czystą wodę i pożywienie. NASA ma już plan na budowę marsjańskiej szklarni. Ma być zdolna do zapewnienia 100% zapotrzebowania na wodę, 100% zapotrzebowania na tlen i... 50% zapotrzebowania na pożywienie. Czyli trochę zabrakło. Można by wykorzystać to do reklamy podróży na Marsa. Masz problemy z podjadaniem między posiłkami – teraz już tego nie zrobisz, bo na Marsie dosłownie nie ma dość jedzenia! Tu nie ma się z czego cieszyć!

Poza niewystarczającą produkcją żywności projekt ma jeszcze jeden problem. No w zasadzie to sporo problemów, ale po kolei. Szklarnia jest zwyczajnie niedokończona. Produkcja tlenu jest o ponad połowę mniejsza od docelowej. Niezbędne jest znalezienie sposobu na to, by włożyć większą ilość roślin do tej samej przestrzeni, lub sprawić, by rosły szybciej. I tu pojawia się kolejny problem – ograniczona ilość Słońca. Do Marsa dociera ponad dwa razy mniej energii słonecznej niż do Ziemi, a do tego marsjański pył może całkowicie przysłonić Słońce na wiele tygodni.

Wiele z tych problemów można rozwiązać, ale NASA straciła pieniądze na pracę nad projektem. W zasadzie to stało się to już w 2002 roku, ale udało się nawiązać współpracę z uniwersytetem w Arizonie, która zakończyła się w roku 2017. Czyli podsumowując, mamy niedokończoną, obarczoną licznymi technologicznymi problemami, dającą niewystarczającą ilość pożywienia szklarnię, która mogłaby wykarmić jednego człowieka. No, połowę jednego człowieka. Projekt jest kompletnie bezużyteczny w kontekście większej kolonii. A do kolonii samo jedzenie nie wystarczy.

Trzeba mieć gdzie spać.

Najlepiej w taki sposób, by podczas snu możliwe było oddychanie, a śmierć z powodu choroby popromiennej była niemożliwa. Nie ważne jaki koncept zostanie w końcu zrealizowany, budowle na Marsie muszą spełnić dwa warunki. Po pierwsze, muszą wykorzystywać jak najwięcej materiałów znajdujących się na Marsie, gdyż przewiezienie konstrukcji z Ziemi byłoby niewyobrażalnie drogie. Po drugie, wszystko musi być zbudowane bez udziału ludzi, tak, by dom czekał na pierwszych astronautów, którzy się tam pojawią.

Wygląda na to, że da się to zrobić. NASA ma pomysł na wykorzystanie materiału, który o ile jest dość popularny na Ziemi, to rzadko wykorzystuje się go w budownictwie – lodu. Lód wypełniłby szkielet kopuły, pod którą znalazłyby się pomieszczenia dla ludzi. O ile na Ziemi lód zazwyczaj zajmuje się powodowaniem wypadków samochodowych i topnieniem w coraz szybszym tempie, na Marsie może stać się tym, czym dla Polaków jest wielka płyta. Ale w przeciwieństwie do wielkiej płyty, wykorzystanie lodu do budowy ma sporo zalet. Woda składa się z wodoru, który chroni przed promieniowaniem kosmicznym, co zmniejsza szansę przyszłych Marsjan na śmierć w męczarniach. W przeciwieństwie do cegieł, drewna, czy betonu wzmacnianego stalowymi prętami, woda jest stosunkowo łatwo dostępna na Marsie i można z niej skorzystać. Chyba, że uda się odkryć niewidzialne pancerne marsjańskie lasy, ale to raczej mało prawdopodobne. Przydatny jest też fakt, że woda przepuszcza światło słoneczne, więc Marsjanie zyskaliby choć trochę naturalnego światła i ciepła.

Drugim potencjalnym materiałem do budowy jest marsjańska gleba. Mars bierze swój czerwony kolor z tlenków żelaza, a żelazo to całkiem niezły materiał budowlany. W uniwersytecie Kalifornijskim wykorzystano glebę o właściwościach przypominających tą marsjańską i połączono ze spoiwami polimerowymi by sprawdzić, czy da się zespoić glebę w twardą cegłę. Stopniowo zmniejszano ilość spoiwa, aż doszli do zera, a cegła nadal miała sporą siłę. Naprawdę sporą, bo większą od żelbetonu. Jak to zrobili? Huknęli w nią młotkiem! To wystarczyło. Okazuje się, że cząstki tlenku żelaza w glebie po odpowiednio silnym uderzeniu, odpowiadającym uderzeniu młotka, łączą się ze sobą, dając całkiem niezłą cegłę.

Oczywiście trzeba pamiętać, że w eksperymencie wykorzystano ziemską glebę, która ma symulować tą marsjańską. To odpowiednik daleki do ideału. Zawiera znacznie więcej tlenków aluminium i tytanu od prawdziwej ziemi z Marsa. Gleba ta, podobnie jak każda, którą można znaleźć na Ziemi, ma kontakt z atmosferą i wodą, która mogła wpłynąć na wielkość ziaren w glebie. Nie ma też planów, by przywieźć marsjańską glebę na ziemię, nie można więc jej dokładnie przebadać. Zanim uda się przywieźć marsjańską glebę na Ziemię, lub stworzyć robota zdolnego do huknięcia młotkiem w Marsa, ekipa badawcza Yu Qiao, twórcy eksperymentu będzie tworzyć kolejne, z jak najlepszymi odpowiednikami marsjańskiej gleby. Bez marsjańskiej gleby, marsjańskie cegły pozostają jedynie hipotezą.

Materiały do budowy na Marsie da się znaleźć, ale to dopiero jeden krok do stworzenia budynków, w których ludzie będą mogli żyć. Trzeba je jeszcze postawić. NASA w celu znalezienia kogoś, kto wymyśli coś za nich, zorganizowała konkurs na najlepsze schronienie, które można stworzyć za pomocą drukarek 3d. Konkurs dzieli się na trzy etapy – projektu, budowy komponentów i budowa całego budynku w skali 1:3. Łączna wartość nagród to ponad 3 miliony dolarów, więc chyba za szybko powiedziałem, że NASA chce sobie przyoszczędzić. W materiale promocyjnym NASA sugeruje, by wśród materiałów wykorzystanych do budowy znajdowały się odpady pozostawione przez ludzi, w tym te, hmmm, wyprodukowane przez ludzi. I w ten sposób wszelkie wątpliwości co do tego, czy chciałbym zamieszkać na Marsie zostały rozwiane.

Jeden z projektów nosi nazwę Marsha. Do budowy ma wykorzystać znajdujący się na Marsie bazalt oraz poliaktyd, biodegradowalny plastik produkowany z roślin, które tam wyrosną. Aby uodpornić się na zmiany temperatury, które są znacznie wyższe niż na Ziemi, fundamenty będą mogły poruszać się na boki, jednocześnie będąc utrzymane przed ruchem pionowym. Całość ma zostać wybudowana za pomocą dźwigu i obracającego się ramienia z dyszą drukującą kolejne piętra budynku.

Projekt od Albert Kahn używa podobnego systemu, z tym, że zawiera też w sobie prysznic bezpieczeństwa. Wyobraźcie sobie, do ilu rzeczy można wykorzystać prysznic bezpieczeństwa. Nie no, serio, wyobraźcie sobie, bo tak szczerze to nie mam pomysłu.

Pierwszy etap konkursu wygrał wspomniany dom zbudowany z lodu, w drugim etapie pierwszą nagrodę zdobył Team Foster. Trzeci etap zakończy się w maju tego roku. Jak podejrzewam, NASA skorzysta z przesłanych projektów i połączy najlepsze cechy każdego z nich. Z prysznicem bezpieczeństwa na czele. Każdy potrzebuje prysznica bezpieczeństwa. Obecnie brakuje informacji o tym, jak budowanie na Marsie widzi Elon Musk. Do tej pory stwierdził jedynie, że planuje wykorzystać szkło i włókno węglowe do budowy kopuł geodezyjnych. Na Marsie węgla nie ma, a kształt kopuły, o ile jest wytrzymały, to pozostawia sporo miejsca, którego nie da się wykorzystać, w szczególności między podłogą a ścianą, a także u szczytu kopuły. Musisz się bardziej postarać Elon! Do roboty! Idź! No idź!

No, całkiem fajne te domy na Marsie. Można w nich przeżyć, są zbudowane przez roboty, mają prysznice bezpieczeństwa, czego chcieć więcej. No dobra, wielu rzeczy. Na Ziemi jest wszystko, co ludzie znają i ma dla nich jakąś wartość, na Marsie nie ma nic. Po co w takim razie tam jechać?