Svemirska putovanja s ljudskom posadom traju već 65 godina, a najveću udaljenost u tom razdoblju ovog je travnja prešla posada Artemisa II, koja se od našeg planeta udaljila 406.771 kilometar. To je otprilike 1,36 svjetlosnih sekundi: dotle seže prodor čovječanstva u kozmos. No koliko daleko bismo mogli poslati ljudske astronaute kad bismo htjeli? Vjerojatno ne previše daleko. Ipak, u ovom trenutku možda vrijedi razmotriti što bi se dogodilo kad bismo znatno prekoračili realnost sadašnjih planova za istraživanje svemira s ljudskom posadom.
Kad bi se iz nekog razloga odmah sada poslali ljudi na Mars, situacija bi bila složena i rizična, ali bi misija vjerojatno uspjela. Uz optimalan položaj planeta put tamo trajao bi samo sedam mjeseci, a možda bi se čak i brže moglo vratiti. Razmotrimo stoga nešto još smjelije. Što bi bilo kad bismo pokrenuli misiju s ljudskom posadom prema Saturnu?
Benzinska crpka kod Titana
Plan je jednostavan: doletjeti do Saturna, prikupiti uzorke s Encelada, ledenog mjeseca plinovitog diva s podzemnim oceanom, i s Titana, najvećeg poznatog mjeseca Sunčeva sustava, na kojem se nalaze metanska jezera i složeni kemijski procesi, a zatim poletjeti kući. Dječja igra. Koliko bi to trajalo? Prema jednoj studiji koja je procjenjivala izvedivost misije prikupljanja uzoraka u Saturnovu sustavu, cijelo putovanje trajalo bi otprilike 17 zemaljskih godina.
„Time smo se počeli baviti u okviru NASA-ina Programa inovativnih naprednih koncepata” – kaže Geoffrey Landis, autor studije, fizičar i raketni znanstvenik iz NASA-ina Centra John Glenn. „Pitali smo se što bi bio istinski veliki izazov. I zaključili smo da se još nitko nije bavio misijom prikupljanja uzoraka na Titanu” – nastavlja.
Jedan od ključnih aspekata prijedloga u istraživanju svemira, osobito onih koji obuhvaćaju i ljudsko putovanje svemirom, jest iskorištavanje resursa na licu mjesta. To u osnovi znači da treba pronaći što se tamo u svemiru može iskoristiti za postizanje cilja misije. Pri izradi plana za dovođenje uzoraka s Titana istraživači su zaključili da već raspolažu većinom potrebnih tehnologija i da bi projekt uglavnom mogao biti izvediv. Smislili su i izvrsnu ideju za smanjenje mase potrebnog pogonskog goriva: nakon dolaska na Titan nekoliko bi godina proveli pretvarajući tvari iz atmosfere bogate metanom i vodenog leda zakopanog ispod površine u gorivo.
Jedan od velikih izazova bila je povratna letjelica, koju je potrebno napuniti na Titanu. Za to je razrađeno nekoliko različitih koncepata, a u jednom su trenutku razmatrali čak i helikopter s četiri rotora. Naposljetku su najprikladnijom ocijenili napravu koja bi se napuhala zajedno s proizvedenim gorivom.
„Pokazali smo da bi u osnovi bilo izvedivo proizvesti gorivo od tvari koje se nalaze na Titanu”
– kaže Landis.
Hipotetska posada imala bi najbolje izglede za preživljavanje ako unaprijed pošaljemo nekoliko misija bez ljudi, tijekom kojih bi se mogla započeti proizvodnja goriva te prikupljanje uzoraka i njihovo postavljanje u orbitu. Posada bi tako samo preletjela Saturnov sustav, prikupila uzorke, natočila gorivo na međuplanetarnoj „benzinskoj crpki” i već bi mogla krenuti kući. Time bi se moglo skratiti mnogo godina potrebnih za proizvodnju goriva, ali i dalje treba računati sa svemirskim putovanjem dužim od desetljeća. „Cijelo putovanje traje dugo, tako da ova misija nikako nije brza” – kaže Landis, koji je ujedno i pisac znanstvene fantastike. „To je vjerojatno malo predugo za ljude.”
Ozbiljni problemi
Kod raketa uvijek treba uzeti u obzir i delta-v, koja mjeri impuls letjelice po jedinici mase potreban za ubrzavanje, usporavanje i promjenu putanje. Dotična letjelica mora biti velika, pa je za njezino pokretanje potrebna golema količina goriva. Naravno, može se pokušati iskoristiti gravitacijske praćke uz Zemlju i druge planete za ubrzanje, ali kod misije s ljudskom posadom spora početna putanja i štednja goriva nisu baš izvedivi jer sve to produljuje trajanje putovanja.
Masu uštedenu na gorivu za povratak potrebno je nadoknaditi hranom, a za putovanje od 17 godina i nje bi trebalo ogromno. Astronauti općenito troše mnogo više kalorija od ljudi koji žive na Zemlji, a budući da još nismo razvili metodu za proizvodnju hrane u svemiru u velikim razmjerima (nekoliko rajčica i glavica salate uzgojenih na svemirskoj postaji nije relevantno), svu hranu za cijeli put morali bi ponijeti sa sobom. Naravno, mogli bismo birati izuzetno kalorične namirnice s mnogo masti i ulja, ali to ne bi osiguralo uravnoteženu prehranu.
Ako želimo zdrav unos hranjivih tvari, možemo računati na 2 kilograma hrane dnevno po astronautu. To za cijelo putovanje znači više od 12 tona hrane po osobi.
Dakle, sve u vezi s ovim projektom govori o golemim količinama. A tek nismo govorili o rizicima poput zračenja u međuplanetarnom prostoru, od kojeg letjelicu treba zaštititi oklopom, što znači još veću težinu. Vraćajući se na delta-v, to znači i da će, što se više mase mora pomaknuti, trebati i više goriva.
„Prvo što bih zaista želio razviti jest pogonski sustav kojim se može doći do Saturna i natrag. To će biti vrlo, vrlo dug put ako koristimo postojeće kemijske pogonske sustave. Jako bih volio sustav s većim potiskom i većim specifičnim impulsom, primjerice nuklearni termalni motor” – rekao je Landis.
NASA je takve sustave već proučavala 1960-ih u sklopu projekta NERVA, a agencija ih ponovno razmatra kao moguće rješenje da ljudi na Mars stignu ne za mjesece, nego za tjedne. Prema jednoj konceptualnoj mogućnosti vrijeme putovanja tako bi moglo biti 45 dana, što se, gledajući samo vrijeme leta, čini sasvim izvedivim. Za Saturn bi put i tako trajao nekoliko godina, ali ne desetljeće, što je također realističnije.
***
Sve u svemu, čini se da putovanje s ljudskom posadom na Saturn trenutačnim metodama još nije izvedivo. Kad bismo pokušali, vjerojatno bismo ubili posadu. No za nekoliko godina mogle bi postojati tehnologije koje znatno poboljšavaju izglede da ljudski astronauti stignu do planeta s prstenovima i da se odande sigurno vrate.
