W innych światach
Waldemar Zwierzchlejski
W innych światach
Jak dotychczas, człowiek tylko sześciokrotnie stanął na innym od Ziemi ciele niebieskim. Na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych minionego stulecia dwunastu astronautów programu Apollo spędziło na powierzchni Księżyca maksymalnie po trzy doby. Wracali oni z jego niegościnnego środowiska na odpoczynek i sen do zminiaturyzowanej do granic możliwości blaszanej puszki lądownika, oferującego jedynie najbardziej podstawowe warunki, niezbędne do przeżycia.
Od tego czasu nasz gatunek co prawda w poważnym stopniu opanował orbitę okołoziemską, od kilkunastu lat stale goszcząc na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, jednak jest to jedynie namiastka prawdziwych osiedli, czy choćby baz, o których marzono od dziesięcioleci. Rzecz w tym, że zlokalizowane w bliskiej Ziemi próżni, skazane są one na ciągłe zaopatrywanie ich w żywność, wodę, czy jakiekolwiek inne surowce z powierzchni naszej planety. A przecież można by wybudować taką bazę na innym ciele niebieskim – Księżycu, Marsie, czy nawet pobliskich planetoidach. Może będzie to nawet – w obliczu grożącego nam ze strony planetoid (wspomnijmy choćby katastrofę tunguską czy ostatni deszcz meteorytów nad Czelabińskiem) czy Słońca niebezpieczeństwa – koniecznością? Czy jednak człowiek będzie w stanie tego dokonać?
Człowiek w kosmosie
Zanim zaczniemy budować bazy na innych ciałach niebieskich, będziemy musieli się do nich dostać. Wobec dziesiątków czy nawet setek milionów kilometrów, jakie dzielą naszą planetę od innych, nadających się do zamieszkania światów, najważniejszymi problemami będą nieważkość i promieniowanie przenikliwe. Oczywiście podstawowym zagrożeniem, na które narażeni są astronauci, jest znajdująca się na zewnątrz statku próżnia. W warunkach zerowego ciśnienia zewnętrznego ludzki organizm przestałby funkcjonować w ciągu kilkunastu sekund. Przyczyną byłoby gwałtowne zagotowanie się płynów ustrojowych (krwi i limfy), dodatkowo podsycone odparowaniem znajdujących się w nich gazów (azotu i tlenu). Naczynia krwionośne rozdęłyby się i popękały, podobny los spotkałby narządy wewnętrzne (zwłaszcza płuca, jelita i gałki oczne), w mózgu doszłoby do licznych wylewów. Oczywiste jest więc, że zapewnienie astronautom hermetyczności kabiny jest najwyższym priorytetem. Nie bez wpływu na zdrowie załogi pozostaje skład mieszanki, którą ona oddycha.
Ze względów ekonomicznych najwygodniejsze byłoby stosowanie czystego tlenu pod ciśnieniem obniżonym do jednej trzeciej atmosfery. Nie byłoby wówczas konieczne wynoszenie zbiorników z azotem, a ścianki statku mogłyby być dużo cieńsze, gdyż musiałyby wytrzymywać znacznie mniejsze różnice ciśnień. Jest to bardzo istotne, gdy pamięta się, że na wyniesienie na orbitę okołoziemską jednego kilograma trzeba zużyć 20 do 40 kilogramów materiałów pędnych. Jednak już dawno wykazano, że dłuższe (powyżej trzech tygodni) przebywanie w czystym tlenie powoduje niekorzystne zmiany w organizmie. W dodatku atmosfera taka stwarza stałe zagrożenie trudnym do opanowania pożarem, dlatego obecnie używa się wyłącznie mieszanki zbliżonej składem i ciśnieniem do atmosfery ziemskiej. Wyjątkiem są prace na zewnątrz statku, kiedy obniżenie ciśnienia jest konieczne – inaczej astronauci nie byliby w stanie wykonywać żadnych ruchów, gdyż rozdęte skafandry stawiałaby im olbrzymi opór.
Drugim zagrożeniem występującym w locie kosmicznym jest promieniowanie. Istnieje pięć jego rodzajów: galaktyczne, słoneczne, ziemskie uwięzione, ultrafioletowe i wtórne. Pierwsze, składające się głównie z protonów i cząstek alfa, cechuje się bardzo wysoką energią. Pole magnetyczne Ziemi może ekranować od 33 do 90% jego dawki, jednak na trajektoriach międzyplanetarnych jedynym rozwiązaniem będą grube i ciężkie osłony na zewnątrz statku. Promieniowanie słoneczne, składające się głównie z niskoenergetycznych protonów z niewielką domieszką cząstek alfa, jest niegroźne dla statków, które znajdują się wewnątrz pasów van Allena. Pasy te, mające kształt niesymetrycznie spłaszczonych torusów, zawierają wysokoenergetyczne protony, cząstki alfa, elektrony oraz jądra litu. W praktyce groźny jest jedynie przelot przez nie, a można tak dobrać trajektorie odlotu ku innym ciałom niebieskim, aby je dosłownie ominąć. Promieniowanie ultrafioletowe, którego głównym źródłem jest Słońce, nieprzefiltrowane przez szkło okien, jest w stanie w ciągu kilku sekund spowodować ciężkie i bolesne uszkodzenia siatkówki oka, natomiast kilkudziesięciosekundowa ekspozycja nieosłoniętej skóry – oparzenia słoneczne.
Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 4/2013