Spaţiul cosmic reprezintă viitorul omenirii care, dacă vrea să-şi asigure supravieţuirea ca specie, trebuie să împingă mereu această "ultimă frontieră" spre zonele îndepărtate ale sistemului solar, în primă fază şi apoi spre alte stele. După un an 2016 bogat în evenimente şi descoperiri astronomice, în care puterile spaţiale consacrate - SUA, Rusia şi Europa - au testat noi tehnologii menite să ducă primii oameni pe Marte, anul 2017 a adus unele modificări "de nuanţă" în legătură cu obiectivele programului spaţial american, odată cu venirea la Casa Albă a lui Donald Trump, însă direcţia generală, orientată spre Planeta Roşie s-a menţinut şi în acest an.

Viaţa pe Marte

Viaţa este principalul motiv pentru care ne pregătim să mergem pe Marte. Fie că este vorba de posibilitatea existenţei unor organisme simple, extremofile, pe Planeta Roşie, fie că este vorba despre necesitatea conservării speciei umane aflată sub ameninţare atât timp cât toate ouăle se află în acelaşi coş numit Terra, drumurile exploratorilor spaţiali trebuie să treacă prin deşertul îngheţat al planetei Marte.

Conform unui studiu publicat în acest an, în a doua jumătate a lunii ianuarie, în revista Origins of Life and Evolution of Biospheres, microbii pot supravieţui chiar şi la presiunea redusă de pe Marte, nefiind exclusă existenţa vieţii pe această planetă. Eventuala descoperire a vieţii extraterestre pe Marte ar avea implicaţii deosebite pentru astrobiologi pentru că, dacă doar în sistemul nostru solar s-ar afla două planete pe care să existe viaţă, ar însemna, probabilistic vorbind, că întregul Univers musteşte de viaţă.

În prezent, condiţiile de mediu de la suprafaţa lui Marte - frigul extrem şi ariditatea - sunt considerate prea dure pentru viaţă, dar oamenii de ştiinţă au descoperit numeroase dovezi conform cărora, în urmă cu miliarde de ani, Planeta Roşie era străbătută de râuri şi existau chiar şi lacuri şi mări. Şi cum pe Pământ există viaţă oriunde există şi apă în stare lichidă, cercetătorii au sugerat că viaţa ar fi putut să apară şi pe Marte în trecutul umed al acestei planete şi, de ce nu, forme simple de viaţă marţiană ar fi putut rezista până în prezent condiţiilor aspre de pe această planetă.

Studii anterioare au indicat prezenţa metanului, cea mai simplă moleculă organică, în atmosfera lui Marte. Deşi există modalităţi abiotice de a produce metan - aşa cum este activitatea vulcanică - cea mai mare parte a acestui gaz incolor, inodor şi inflamabil din atmosfera terestră este produs de metabolismul unor forme de viaţă, aşa cum sunt, spre exemplu, rumegătoarele care digeră hrana.

Pe pământ organisme microbiene denumite metanogene sintetizează metan (sau gazul natural). Organismele metanogene trăiesc de obicei în mlaştini, dar pot fi găsite şi în sistemul digestiv al vitelor, termitelor sau al altor animale ierbivore, precum şi în organismele moarte şi intrate în descompunere.

Metanogenele sunt printre cele mai simple şi mai vechi organisme de pe Pământ. Aceste microorganisme sunt anaerobe - nu au nevoie de oxigen pentru procesele metabolice - şi de obicei se bazează pe hidrogen pentru energie, iar dioxidul de carbon este principala sursă de atomi de carbon pe care îi folosesc pentru a genera molecule organice. Faptul că organismele metanogene nu au nevoie nici de oxigen, nici de fotosinteză, înseamnă că acestea ar putea trăi în subteran pe Marte, pentru a se proteja astfel de nivelele ridicate de radiaţii ultraviolete de la suprafaţă.

Experimentele derulate pe patru specii de astfel de organisme metanogene: Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum şi Methanococcus maripaludis au indicat că toate pot supravieţui între 3 şi 21 de zile la presiuni scăzute de până la 6 miimi din presiunea de la nivelul mării pe Terra şi în condiţii similare celor de pe Marte.

Cercetătorii analizează şi organismele extremofile de pe Pământ pentru a înţelege posibilitatea existenţei vieţii pe Marte şi explică, într-un studiu publicat la sfârşitul lunii februarie, că deşertul Atacama din Chile, cel mai arid din lume, ar putea găzdui câteva indicii importante. Astfel, chiar şi în cele mai uscate locuri din Atacama, unde pot trece secole la rând fără să cadă nicio picătură de ploaie, au fost găsite în subteran colonii de bacterii care proliferau chiar şi în lipsa apei.

Mediul pe Marte

Mediul pe Marte este însă unul mai "extrem" decât cele mai extreme medii de pe Pământ, iar subzistenţa unor organisme vii în astfel de condiţii poate fi imposibilă. Este cunoscut faptul că Marte nu are o atmosferă şi nici un nucleu capabil să genereze un câmp magnetic care să protejeze suprafaţa planetei de radiaţiile solare. Lipsa apei şi puternicele furtuni de praf care se produc la scara întregii planete oferă tot atâtea argumente celor care susţin că Planeta Roşie este complet sterilă. O serie de studii publicate în cursul acestui an au completat tabloul dezolant pentru viaţă al planetei Marte.

Astfel, conform unui studiu publicat la începutul lunii iulie, la suprafaţa planetei Marte s-ar fi format un "cocteil toxic" sub efectul razelor ultraviolete. O echipă a Şcolii de Fizică şi Astronomie a Universităţii din Edinburgh a efectuat cercetări asupra percloraţilor, săruri prezente din abundenţă pe Marte. Aceşti compuşi, stabili la temperaturi moderate, constituie un oxidant puternic atunci când sunt activaţi, de exemplu, sub efectul unei creşteri de temperatură. Pe Marte temperaturile sunt foarte scăzute, dar echipa a descoperit că percloratul poate fi activat şi numai de efectul razelor ultraviolete. Astfel, la concentraţii de perclorat similare cu cele care se găsesc în regolitul marţian (stratul de praf de la suprafaţă), bacteria Bacillus subtilis moare "în câteva minute". Şi mai grav, alţi doi compuşi prezenţi pe Marte, oxidul de fier şi peroxidul de hidrogen, acţionează în sinergie cu percloraţii, crescând puternic mortalitatea bacteriilor.

Concluziile studiului sunt pesimiste: efectele bactericide ale percloraţilor iradiaţi cu raze ultraviolete "reprezintă o nouă probă că suprafaţa lui Marte este letală pentru celule şi că multe dintre regiunile de la suprafaţă sau din apropierea ei sunt nelocuibile".

Un alt studiu publicat la sfârşitul lunii august în revista Nature Geoscience atrăgea atenţia asupra furtunilor violente de zăpadă ce se dezlănţuie pe planeta Marte în timpul nopţilor. Atmosfera de pe Marte este îngheţată, iar norii de particule de gheaţă se pot forma chiar şi atunci când cantitatea de vapori de apă din atmosferă este mică în comparaţie cu fenomenul similar de pe Terra. Analizând rarefiata atmosfera marţiană şi norii ei de gheaţă, autorii studiului au demonstrat că ninsorile sunt provocate de rafalele violente de vânt, şi nu au nimic în comun cu imaginea poetică a fulgilor de nea care cad cu delicateţe. Particulele de gheaţă marţiană, de dimensiuni foarte mici, nu seamănă cu fulgii mari de pe Terra. În plus, cantitate de zăpadă depusă pe sol este mică.

Oraşul marţian

Cu toate acestea, roţile au fost puse în mişcare şi toţi actorii importanţi din domeniul spaţial sunt de acord că principala destinaţie pe care vor trebui să o atace astronauţii în viitorul apropiat este planeta Marte. La jumătatea lunii iunie vizionarul Elon Musk anunţa că vrea să construiască un oraş de 1 milion de locuitori pe Marte. El şi-a prezentat viziunea de colonizare a Planetei Roşii sub titlul "Making Humanity a Multi-Planetary Species" (Transformând omenirea într-o specie multiplanetară).

Viziunea lui Musk despre o planetă Marte locuită de oameni se bazează pe un combo rachetă-navetă spaţială conceput de SpaceX sub denumirea Interplanetary Transport System (ITS). Atât racheta cât şi naveta vor fi echipate cu noile motoare Raptor, aflate încă în faza de dezvoltare, motoare despre care Elon Musk susţine că vor fi de aproximativ trei ori mai puternice decât motoarele Merlin care propulsează rachetele Falcon 9 aparţinând SpaceX. Racheta portantă a sistemului ITS va fi propulsată de nu mai puţin de 42 (!) motoare Raptor şi se va impune astfel, de departe, drept cea mai puternică rachetă din istoria explorărilor spaţiale. O astfel de rachetă va putea transporta în spaţiu o încărcătură maximă de 330 de tone şi până la 600 de tone într-o variantă ulterioară, îmbunătăţită. Spre comparaţie, celebra racheta Saturn V, aparţinând NASA, care i-a propulsat pe primii astronauţi spre Lună, nu putea ridica de la sol "decât" 150 de tone.

Rachetele din cadrul sistemului de transport ITS vor avea doar rolul de a transporta naveta ITS pe orbita circumterestră, de unde îşi va începe drumul spre Planeta Roşie. După ce îşi vor încheia misiunea, aproximativ 20 de minute mai târziu, rachetele vor ateriza controlat, la punct fix. Iar atunci când spune că aterizarea va fi la "punct fix", Musk nu exagerează deloc. Bazându-se pe îmbunătăţirea performanţelor privind recuperarea primelor trepte ale rachetelor Falcon 9, Musk susţine că puternica rachetă ITS va putea să aterizeze direct pe rampa de lansare de unde a pornit în misiune.

O altă calitate extraordinară a rachetelor ITS va fi timpul foarte îndelungat de operare. Fiecare astfel de rachetă va putea efectua cel puţin 1.000 de misiuni. Rachetele vor transporta mai multe navete şi rezervoare de combustibil pe orbita circumterestră. Aceste navete vor rămâne pe orbită până când Terra se va alinia corespunzător cu planeta Marte, pentru o durată cât mai scurtă a călătoriei (aliniere care se produce o dată la 26 de luni) şi apoi vor pleca toate spre destinaţie. Viziunea lui Musk anunţă o flotilă de cel puţin 1.000 de navete spaţiale ITS, fiecare cu un echipaj de 100 de oameni, care va părăsi orbita Pământului la fiecare 26 de luni. Astfel, am putea ca în interval de timp de 50 până la 100 de ani să transportăm 1 milion de oameni pe Marte.

Navetele nu vor rămâne pe orbita lui Marte. După ce vor transporta echipajele de colonişti, acestea se vor întoarce pe Pământ. Propulsia unei navete ITS va fi asigurată de un cluster de 9 motoare Raptor, iar combustibilul pe bază de metan folosit pentru drumul de întoarcere va fi produs chiar pe Marte. Fiecare astfel de navetă va putea efectua între 12 şi 15 misiuni în spaţiu înainte de a fi scoasă din folosinţă. În timp, costurile unei călătorii spre Marte pentru un astronaut ar putea scădea până la 100.000 de dolari, conform lui Musk. Reducerea costurilor va fi un factor-cheie în instalarea unei colonii pe Marte, a insistat antreprenorul. "Nu se poate crea o civilizaţie de sine stătătoare pe Marte, dacă preţul biletului costă 10 miliarde de dolari de persoană".

Mai temperaţi, reprezentanţii Agenţiei Spaţiale Europene (ESA) vorbeau la sfârşitul lunii septembrie despre importanţa construcţiei unei baze permanente pe Lună, un "sat selenar", drept primă etapă înainte de a porni spre Marte. Luna, pe care astronauţii nu au mai pus piciorul din 1972, este "locul în care trebuie să fim", chiar dacă Marte rămâne "destinaţia finală", au insistat specialiştii de la ESA cu ocazia celei de-a 68-a ediţii a Congresului mondial de astronautică.

Dar fie că ne vom întoarce mai întâi pe Lună pentru a amenaja o bază permanentă sau vom porni direct spre Marte pentru a ridica oraşul imaginat de Elon Musk, astronauţii vor avea nevoie de adăposturi sigure şi uşor de transportat în care să poată trăi şi munci.

La începutul lunii ianuarie NASA a prezentat "Mars Ice Home", un habitat conceput special pentru condiţiile de pe Marte. "Mars Ice Home" seamănă cu un soi de iglu, iar cochilia sa de gheaţă prezintă mai multe avantaje. Mai întâi, apa este un excelent izolator împotriva radiaţiilor cosmice, în condiţiile în care acestea reprezintă unul dintre principalele trei riscuri pentru viaţa umană pe Marte, potrivit NASA. Stratul de gheaţă va fi mai gros la nivelul compartimentului echipajului, dar va lăsa să treacă lumina, la fel ca şi restul materialelor alese, precizează agenţia.

Există însă alte două avantaje ale utilizării unei carapace de gheaţă. Primul este că apa poate fi extrasă pe Marte, la nivelul de un metru cub pe zi cu tehnologiile actuale, ceea ce înseamnă că aşa-zisul iglu poate fi umplut în 400 de zile. Habitatul, care va fi construit de roboţi, va trebui din acest motiv să fie trimis pe Marte înaintea astronauţilor. Celălalt avantaj este că apa poate fi apoi transformată în carburant pentru nava spaţială care va ateriza pe Marte şi apoi va redecola. Practic, igluul va fi în acelaşi timp o carapace de gheaţă şi un rezervor.

În interiorul carapacei de gheaţă se afla un mare inel, care va fi locul de viaţă al astronauţilor. Materialele, imprimate tridimensional, vor fi uşoare şi vor putea fi asamblate de roboţi nu prea complicaţi, potrivit NASA. În final, pentru a se asigura că viitorilor marţieni nu le va fi prea frig, NASA s-a gândit să adauge o pătură izolantă de dioxid de carbon între carapacea de gheaţă şi habitat. Practic, astronauţilor nu le va mai rămâne decât să decoreze habitatul şi să aducă lucrurile de care au nevoie pentru a trăi pe planeta roşie circa 550 de zile.

În cadrul unui proiect ştiinţific separat derulat la Universitatea California din San Diego, ale cărui rezultate au fost prezentate la sfârşitul lunii aprilie în revista Scientific Reports, oamenii de ştiinţă au fabricat cărămizi din "pământ marţian" artificial, anticipând ziua în care oamenii vor începe construcţia de colonii pe Planeta Roşie. Practic, cercetătorii au constatat că este suficient ca aceste blocuri de pământ roşiatic să fie presate puternic pentru a fi transformate în cărămizi. Nimic altceva nu trebuie făcut, nici măcar ca acestea să fie tratate termic. În stare presată, "solul marţian" devine dur ca o stâncă şi chiar mai rezistent decât betonul armat. Prin acest procedeu, cercetătorii au putut fabrica sute de cărămizi circulare de 3 milimetri grosime. Adevăratul sol marţian ar putea fi astfel comprimat strat cu strat pentru a ridica un zid sau pentru a fabrica cărămizi mai groase. Rămâne evident de văzut dacă solul marţian veritabil va reacţiona ca solul artificial creat de NASA.

Veşti bune au venit, la începutul lunii iunie, şi de la modulul gonflabil BEAM care funcţionează cu succes de 1 an pe orbită. Acest modul habitabil, care a fost ataşat anul trecut la Staţia Spaţială Internaţională (ISS), a demonstrat că îi protejează pe astronauţi de micrometeoriţii de pe orbită, iar NASA are în vedere, pentru perioada următoare, testarea modulului şi în ceea ce priveşte protejarea astronauţilor faţă de radiaţii. Construit de firma americană Bigelow Aerospace, modulul BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) are o greutate de 1,4 tone şi a fost transportat la avanpostul orbital de capsula Dragon, a companiei SpaceX, la 10 aprilie 2016. După câteva zile a fost fixat pe ISS cu ajutorul braţului telecomandat al staţiei.

Senzorii din interiorul BEAM sunt concepuţi să detecteze eventualele impacturi externe cu micrometeoriţi şi fragmente de deşeuri spaţiale, iar datele adunate de-a lungul ultimului an indică faptul că a rezistat fără probleme. Astronauţii au pătruns în acest habitat pentru a aduna datele, dar nu au ocupat modulul BEAM în mod continuu pe perioade mai mari de timp.

Capsula gonflabilă fabricată din kevlar, material termoplastic extrem de rezistent, se bazează pe concepte elaborate de NASA în anii 1990 şi dezvoltate ulterior de firma creată în urmă cu 15 ani de omul de afaceri Robert Bigelow. El a plasat deja pe orbită module gonflabile nelocuite în 2006 şi 2007, iar în 2013 a încheiat un contract de 17,8 milioane de dolari cu NASA pentru construirea BEAM în vederea testării unor habitate spaţiale mai uşoare. Conform NASA, astfel de module gonflabile pot îndeplini roluri importante pentru construcţia unor baze pe Lună şi Marte în viitorul apropiat. Un mare avantaj al acestui modul constă în faptul că ocupă mult mai puţin spaţiu decât un modul clasic: dezumflat, poate încăpea într-un cilindru de 1,7 metri lungime şi 2,3 metri diametru. Desfăşurat, îşi creşte volumul fiind umflat cu aer respirabil, ajungând la 16 metri cubi, echivalentul unei camere mici. Fermă în spaţiu, centru medical, laborator sau locuinţă sunt utilizări pe care le-ar putea avea un astfel de modul, susţinea Robert Bigelow înainte de lansarea de anul trecut.

Trump şi priorităţile administraţiei americane privind explorarea spaţiului

Victoria în alegeri a preşedintelui Donald Trump i-a făcut pe mulţi să se întrebe dacă NASA va mai beneficia de bugetele mai mult decât generoase necesare pentru a-şi continua ambiţioasele proiecte de explorare spaţială. Din fericire pentru ştiinţă, preşedintele Trump a anunţat că va continua principalele programe aflate în derulare în cadrul NASA, menţinând direcţiile generale şi aducând "mici amendamente".

Astfel, la începutul lunii decembrie preşedintele american a semnat o directivă care trasează ca obiectiv pentru NASA stabilirea "unei baze" pe Lună, ca pas premergător unei prime misiuni cu echipaj uman pe Marte. Această directivă reorientează programul spaţial al Statelor Unite spre explorarea umană şi descoperire şi marchează primul pas în direcţia revenirii astronauţilor americani pe Lună, pentru prima dată din 1972, conform lui Donald Trump. Liderul american a subliniat că de această dată misiunea pe Lună nu va urmări doar arborarea steagului şi lăsarea unor urme pe sol, ci, de asemenea, stabilirea "unei baze pentru o eventuală călătorie spre Marte".

Dar Trump a rămas evaziv asupra finanţării şi calendarului unei astfel de iniţiative. Iar experţii sunt unanimi: atingerea Planetei Roşii, care se află la o distanţă medie de 225 milioane de kilometri de Pământ, va necesita o adevărată performanţă tehnică şi un buget imens.

La finalul lunii martie, Trump a semnat o lege ce desemna misiunile cu echipaj uman spre distanţe îndepărtate din spaţiu ca obiectiv central al NASA pentru deceniile următoare. Acest text, adoptat în unanimitate de Congres, chema agenţia spaţială americană să lucreze pentru obiectivul unei misiuni cu echipaj uman spre Marte în cursul anilor 2030.

Cu obiectivul Marte, Trump se înscrie în linia politicii predecesorului său, democratul Barack Obama. Cu câteva săptămâni înaintea plecării de la Casa Albă acesta a enunţat "un obiectiv clar" pentru următorul capitol al istoriei Americii în spaţiu: "trimiterea de oameni pe Marte pe parcursul anilor 2030 şi readucerea acestora în siguranţă pe Pământ".

La începutul lunii iulie, numărul doi din administraţia Trump, vicepreşedintele Mike Pence, evoca începutul unei "noi ere" în explorarea spaţială, promiţând trimiterea de către Statele Unite a unei misiuni cu echipaj uman pe planeta Marte şi o întoarcere a astronauţilor americani pe Lună. Acest discurs reprezintă o schimbare de ton notabilă pentru Mike Pence, care, în 2005, se afla în fruntea unui grup de politicieni republicani care au cerut anularea programului Constellation al NASA, dedicat trimiterii de astronauţi pe Lună.

Preşedintele Donald Trump a propus în luna martie un buget de 19,1 miliarde de dolari pentru NASA, ce marchează o scădere cu 0,8% în raport cu bugetul din 2017. El a cerut agenţiei spaţiale să renunţe la proiectul de capturare a unui asteroid şi a tăiat finanţările pentru mai multe misiuni ce au fost create pentru a studia modificările climatice de pe Terra şi diverse proiecte asociate ştiinţelor Pământului. NASA a rămas totuşi în mare parte "nevătămată" în comparaţie cu tăierile bugetare drastice impuse altor organisme guvernamentale americane, precum Agenţia de protejare a mediului înconjurător.

Un veteran pionier al spaţiului, celebrul Buzz Aldrin, membru al legendarei misiuni Apollo 11 care l-a dus, alături de Neil Armostrong, până pe Lună, a fost foarte tranşant în ceea ce priveşte viitorul NASA în cadrul unui interviu acordat la începutul lunii mai. Conform lui Aldrin, dacă NASA şi alte agenţii partenere chiar doresc să pună piciorul pe Marte în viitorul apropiat, atunci ar trebui să renunţe la Staţia Spaţială Internaţională (ISS) cu prima ocazie care se iveşte.

"Trebuie să renunţăm la ISS cât mai repede cu putinţă", a declarat Buzz Aldrin cu ocazia participării la conferinţa "2017 Humans to Mars" organizată la Washington. "Pur şi simplu nu ne putem permite costurile de 3,5 miliarde de dolari pe an (ale programului ISS)", a adăugat el. În schimb, susţine fostul astronaut, NASA ar trebui să cedeze din ce în ce mai multe dintre activităţile pe orbita terestră către parteneri din mediul privat, companii precum SpaceX, Orbital ATK şi Boeing dispunând de capacitatea de a transporta atât astronauţi, cât şi echipamente spre şi dinspre ISS.

Bigelow Aerospace, Axiom Space sau alte companii ar trebui să înceapă construcţia unor noi staţii orbitale independente faţă de ISS, iar eventualele noi staţii orbitale ar trebui să fie compatibile şi cu staţia pe care Beijingul a anunţat că o va finaliza în prima parte a anilor 2020, pentru o mai bună colaborare cu China, conform lui Aldrin.

Construcţia unor noi avanposturi spaţiale pe orbita Pământului este doar primul pas în planul lui Aldrin pentru colonizarea Planetei Roşii, colonizare care este însă dependentă de producerea unor nave spaţiale capabile să se deplaseze continuu între Pământ şi Marte, transportând astronauţi dar şi alimente şi echipamente. Conform astronautului în vârstă de 87 de ani, aceste nave ar trebui să fie cât mai simple şi cât mai robuste pentru a rezista în jur de 30 de ani în spaţiu.

Pasul următor ar fi cel al reluării misiunilor cu echipaje umane spre Lună unde ar fi bine să construim cel puţin o bază permanentă pentru că acolo putem testa tehnologiile necesare pentru colonizarea lui Marte - cum ar fi producerea de combustibili din resurse locale. Apoi ar urma să fie produse primele nave capabile să circule între Pământ şi Marte care ar fi o generaţie îmbunătăţită a celor folosite pentru recucerirea Lunii.

Până în 2020 un echipaj uman ar putea ajunge în premieră la un asteroid din apropierea relativă a Pământului şi ar fi posibilă survolarea planetei Venus cu un echipaj uman până în 2024. Dacă toate vor merge ca pe roate, primii colonişti ar putea pleca spre Marte la începutul anilor 2030. Iar de această dată va fi vorba de colonişti, nu de nişte simpli vizitatori, aşa cum au fost astronauţii din misiunile Apollo pe Lună.

"Să ne asigurăm mai întâi că vom pune la punct un plan sustenabil pentru a putea rămâne pe Marte. De această dată nu ne mai interesează să lăsăm urme în praf şi să plantăm steaguri", a precizat el, făcând trimitere la nişte momente ale primei misiuni pe Lună ce au devenit simbolice.

Deocamdată ISS dispune de finanţări până în anul 2024, iar oficiali ai NASA, ai Agenţiei ruse Roskosmos şi alţi parteneri iau în discuţie prelungirea finanţării până în 2028. Reprezentanţii NASA au precizat în repetate rânduri că ISS reprezintă o parte importantă a pregătirilor pentru a ajunge pe Marte, cândva în anii 2030.AGERPRES/(AS - autor: Codruţ Bălu, editor: Mariana Ionescu)