25 страница. cego na oddzieleniu wodoru od deuteru, sprawi, że na każde 6 ton wyprodukowanego wodoru będziemy otrzymywać

KOLONIZACJA MARSA • 297

cego na oddzieleniu wodoru od deuteru, sprawi, że na każde 6 ton wyprodukowanego wodoru będziemy otrzymywać, jako produkt uboczny, kilogram deuteru. W ciągu (ziemskiego) roku każdy mieszkaniec Marsa zużyje około 10 ton wody, uzyskanej w wyniku elektrolizy. Jeżeli przyjąć, że dwukrotnie większe zapotrzebowanie będzie wynikało z rozmaitych przemysłowych procesów obróbki materiałowej, okazuje się, iż dla zaspokojenia potrzeb 200-tysięcznej kolonii na Marsie trzeba przeprowadzić elektrolizę 6 min ton wody. W wyniku tego otrzymamy 1000 ton deuteru rocznie - ilość wystarczającą do wyprodukowania 11 TW (terawatów) energii elektrycznej, co odpowiada mniej więcej ilości energii, zużywanej obecnie przez całą ziemską cywilizację. Przy dzisiejszych cenach deuteru oznacza to roczny dochód z eksportu na Ziemię w wysokości 10 mld dolarów - jest to suma odpowiadająca dochodom z eksportu znacznie liczebniejszego ziemskiego państwa. (Na przykład Nowa Zelandia wyeksportowała w 1994 roku 11,2 mld dolarów brutto, chociaż ma tylko 3,4 min obywateli). Przy obecnych stawkach, wynoszących średnio 5 centów na kilowatogodzinę energii elektrycznej, wartość całkowitej energii elektrycznej, wytwarzanej dziś na naszej planecie, wynosi około 5 bilionów dolarów rocznie.

Kolejnym marsjańskim towarem eksportowym mogą być pomysły. Podobnie jak niedostatek siły roboczej w Ameryce w czasach kolonialnych oraz w XIX wieku przyczyniły się do powstania „jankeskiej zaradności", skrajny brak siły roboczej na Marsie oraz wysoka kultura techniczna będą bodźcami, kierującymi marsjańską zaradność ku kolejnym wynalazkom w takich dziedzinach, jak wytwarzanie energii, automatyka, robotyka, biotechnologia i inne. Opatentowane na Ziemi mars-jańskie wynalazki będą wspierać finansowo Czerwoną Planetę, doprowadzając do znacznego podniesienia ziemskich standardów życiowych; podobnie w XIX wieku amerykańskie wynalazki zmieniły życie w Europie, a w końcu - na całym świecie.

Wynalazki, bez których marsjańską cywilizacja się nie obejdzie, mogą uczynić Czerwoną Planetę bogatą. Wynalazki i bez-

298 • CZAS MARSA

pośredni eksport na Ziemię nie będą jednak jedynymi sposobami zdobycia na Marsie bogactwa. Pozostanie jeszcze handel, wspomagający operacje górnicze w pasie planetoid, składającym się z niedużych, bogatych w minerały ciał niebieskich, krążących między orbitami Marsa i Jowisza.

Musimy zdać sobie sprawę ze współzależności energetycznych między Ziemią, Księżycem, Marsem oraz pasem planetoid. Pas planetoid należy wziąć pod uwagę, ponieważ wiadomo, że występują tam rudy minerałów bardzo wysokiej klasy, w środowisku o słabej grawitacji, a zatem łatwo je stamtąd wysyłać na Ziemię3. John Lewis z Uniersytetu Stanu Arizona rozważał przypadek zwykłej planetoidy o średnicy około l km. Planetoida taka miałaby masę mniej więcej 2 mld ton, z czego 200 min ton to byłoby żelazo, 30 min ton - wysokiej jakości nikiel, 1,5 min tony - kobalt, metal o strategicznym znaczeniu, a 7500 ton - mieszanina metali z grupy platynowców o rynkowej wartości sięgającej 20 tysięcy dolarów za kilogram. Daje to 150 mld dolarów za same platynowce. Przeprowadzone obliczenia są uzasadnione, ponieważ skład chemiczny planetoid znamy dość dobrze dzięki analizie pochodzących z nich meteorytów. W meteorycie nikiel stanowi 6-30% metali, kobalt 0,5-1%, a platynowce występują w co najmniej 10 razy wyższych stężeniach niż w ziemskich rudach. Co więcej, ponieważ planetoidy zawierają również sporo węgla oraz tlenu, wszystkie wspomniane metale można wydzielić za pomocą prostej chemicznej rafinacji metali, wykorzystującej tlenek węgla (rozdział 7).

Obecnie znamy około 5000 planetoid, z których 98% znajduje się w pasie głównym, rozciągającym się między Marsem a Jowiszem, w średniej odległości od Słońca wynoszącej około 2,7 jednostki astronomicznej. (Ziemia krąży wokół Słońca w odległości l j.a.). Pas główny obejmuje wszystkie znane planetoidy o średnicy powyżej 10 km, pozostające w obrębie orbity Jowisza. Średnice setek planetoid przewyższają 100 km,

3 J. Lewis, R. Lewis: Spocę Resources: Breaking the Bonds of Earth, rozdz. 9, Columbia University Press, Nowy Jork 1987.

KOLONIZACJA MARSA • 299

a jedna sięga 914 km. Z wyjątkiem małych planetoid, docierających do Słońca bliżej niż Ziemia oraz planetoid dostrzeżonych dalej niż Jowisz, stanowiących mniej więcej 2% ogólnej liczby tych ciał, planetoidy krążą między Marsem a Jowiszem. 2% planetoid bliskich Ziemi to liczba znacznie zawyżona w stosunku do planetoid pasa głównego, ponieważ planetoidy krążące w pobliżu Ziemi i Słońca znacznie łatwiej jest zaobserwować. Rozsądniej byłoby przyjąć, że planetoidy pasa głównego są przynajmniej tysiąc razy liczniejsze niż planetoidy przebywające w sąsiedztwie Ziemi. A z grupy planetoid bliskich Ziemi 90% porusza się po orbitach leżących bliżej Marsa niż Ziemi.

Przykład podany przez Lewisa świadczy o tym, że w planeto-idach kryje się niesamowity potencjał gospodarczy. Ostatnio wiele mówiono o planetoidach bliskich Ziemi (przede wszystkim ze względu na obawy, że zderzenie z jedną z nich zmiecie kiedyś z powierzchni Ziemi naszą cywilizację); porównanie liczb, opisujących obie klasy, nie pozostawia jednak wątpliwości, że ważniejsze będą działania w pasie głównym.

Górnicy pracujący w pasie planetoid nie będą mogli wytworzyć na miejscu wszystkich potrzebnych zapasów, dlatego nie obejdzie się bez importu wielu towarów z Ziemi bądź Marsa. Jak wynika z tabeli 8. l, ze względów transportowych Mars ma znaczną przewagę nad Ziemią. Dla rakiet startujących z Marsa AV, potrzebna do dotarcia do pasa planetoid, jest znacznie mniejsza niż dla rakiet ziemskich; podobnie jak stosunek mas (stosunek całkowitej masy statku wraz z całym paliwem do masy własnej statku) startującej rakiety.

Tabela 8. l przedstawia jako miejsce docelowe lotów z Ziemi i Marsa Ceres, największą planetoidę, jaka znajduje się wewnątrz pasa; w roli potencjalnego portu występuje również Księżyc. Choć Księżyc znajduje się znacznie bliżej naszej planety, dużo łatwiej jest dolecieć na niego z Marsa niż z Ziemi! Dla lotu z Marsa na Księżyc wymagany stosunek mas wynosi tylko 12,5, podczas gdy z Ziemi na Księżyc aż 57,6. Podobnie wyglądałaby sytuacja w przypadku próby dotarcia z Ziemi czy z Marsa na którąś z planetoid bliskich Ziemi.

300 • CZAS MARSA

Wszystkie dane z tabeli 8.1, z wyjątkiem dwóch ostatnich pozycji, odnoszą się do podróży statkiem o napędzie chemicznym, wykorzystującym jako paliwo mieszaninę metan/tlen (CH4/O2), o impulsie właściwym (Isp) wynoszącym 380 s i AV odpowiedniej dla systemów rakietowych o dużej sile ciągu. Uwzględniłem paliwo metan/tlen, ponieważ jest to najbardziej wydajna, nadająca się do przechowywania w przestrzeni kosmicznej mieszanina napędowa, którą można wytwarzać na Ziemi, na Marsie i na każdej planetoidzie, na której występuje

Tab. 8.1. Transport w wewnętrznej części Układu Słonecznego.

ZIEMIA

MARS

AV(KM/S) STOSUNEK AV (KM/S) STOSUNEK MAS MAS

Z powierzchni planety na niską orbitę

Prędkość ucieczki z powierzchni planety

Z niskiej orbity

na powierzchnię Księżyca

Z powierzchni planety na powierzchnię Księżyca

Z niskiej orbity na Ceres Z powierzchni planety na Ceres

Z Ceres na planetę

Podróż w dwie strony niska orbita-Ceres statkiem o elektrycznym napędzie jądrowym (NEP)

Podróż na niską orbitę statkiem o napędzie chemicznym, następnie w dwie strony na Ceres statkiem o elektrycznym napędzie jądrowym (NEP)

9,0 11,40 4,0 2,90

12,0 25,60 5,5 4,40

6,0 5,10 5,4 4,30

15,0 9,6

18,6

40,0

57,60

13,40

152,50

3,70

2,30

9,4 4,9

8,9 2,7

15,0

12,50

3,80

11,10

2,10

1,35

9/40

26,0 4/15

3,90

KOLONIZACJA MARSA • 301

węgiel. Mieszanina napędowa wodór/tlen, choć charakteryzuje się najwyższym impulsem właściwym (około 450 s), nie jest dobrym paliwem, gdyż nie może być dłużej przechowywana. Ponadto paliwo to nie nadaje się do wielokrotnego stosowania w tanich systemach transportu, ponieważ kosztuje o rząd wielkości drożej niż metan/tlen i, z uwagi na dużą objętość, trudno je przenosić na orbitę za pomocą pojazdów wielokrotnego użytku SSTO (zatem wykluczone jest stosowanie go do taniego transportu z powierzchni planety na orbitę). Ostatnie dwie pozycje w tabeli zakładają wykorzystanie statków o elektrycznym napędzie jądrowym (NEP) na argon (dostępny zarówno na Marsie, jak i na Ziemi), o Isp sięgającym 5000 s dla podróży w przestrzeni kosmicznej; by dostać się z powierzchni planety na niską orbitę, statki te używałyby paliwa chemicznego (metan/tlen). Pojazdy SSTO i rakiety NEP, choć obecnie wydają się sprawą przyszłości, stanowią rozwiązania, na których będą bazować systemy transportu.

Widzimy, że w wypadku użycia wyłącznie napędu chemicznego, stosunek mas, potrzebny do dostarczenia masy własnej statku z Ziemi do pasa głównego planetoid, jest 14 razy większy niż dla lotu z Marsa. Wynika z tego, ze stosunek masy ładunku do masy startowej rakiety jest jeszcze (dużo) większy dla lotu z Marsa na Ceres niż z Ziemi na Ceres. Wykorzystując dane, zawarte w tabeli 8. l, można spokojnie stwierdzić, że handel między Ziemią a Ceres (lub dowolnym innym ciałem niebieskim znajdującym się w pasie głównym planetoid) prawdopodobnie będzie możliwy, natomiast pomiędzy Marsem a Ceres będzie stosunkowo łatwy. Poza tym w przypadku dostarczania ładunków z Marsa na Księżyc stosunek mas jest prawie pięciokrotnie korzystniejszy niż dla lotu z Ziemi na Księżyc.

Sytuacja zmieni się tylko trochę po wprowadzeniu elektrycznego napędu jądrowego (NEP). Mars wciąż będzie siedmiokrotnie atrakcyjniejszym od Ziemi (pod względem stosunku mas) portem startowym dla rakiet lecących do pasa głównego planetoid, co oznacza, że stosunek masy ładunku do masy startowej rakiety będzie o dwa rzędy wielkości większy dla startu z Marsa niż z Ziemi.

302 • CZAS MARSA

Omawiane stosunki mas nie w pełni odzwierciedlają przewagę Marsa. Tabela 8.2 przestawia porównanie tras podróży na Ceres z Ziemi lub z Marsa, zarówno dla napędu chemicznego, jak i elektrycznego jądrowego. Obie misje mają dostarczyć 50 ton ładunku. Ponadto oba typy statków muszą być wyposażone w zbiorniki paliwowe, których masę oszacowałem na 7% wiezionego materiału napędowego. W przypadku lotu z powierzchni na orbitę wziąłem pod uwagę rakiety SSTO na metan/tlen. Założyłem, że masa własna statków (związana z ochroną termiczną, pracą silników, lądowaniem), bez zawartości zbiornika paliwa, jest równa masie transportowanego ładunku, czyli 50 tonom. Systemy transportu międzyplanetarnego, wykorzystujące napęd chemiczny, mogą być lżejsze, dlatego przypisałem im masę własną w wysokości 20% ładunku. Aby przewieźć ładunek z Marsa na Ceres, silniki NEP uwzględnione w tabeli 8.2 potrzebują energii elektrycznej o mocy 10 megawatów (MW), a dla lotu z Ziemi na Ceres - 30 MW; przy czym masa każdego systemu NEP wynosi 5 ton/MW. Różnice wydajności energetycznej elektrycznego napędu jądrowego i napędu chemicznego prowadzą do podobnego stosunku mocy do masy własnej systemu. Statek wyruszający z Ziemi wciąż jednak będzie zmuszony korzystać z silnika działającego 2,4 rażą dłużej. Chcąc zwiększyć moc znamionową startujących z Ziemi statków o napędzie NEP, by dorównać statkom marsjańskim, musielibyśmy dysponować nieskończoną masą misji. Dane w tabeli 8.2 odnoszą się do całej misji. Oczywiście, łączne wymogi związane ze startem zostaną prawdopodobnie rozłożone na wiele mniejszych pojazdów startowych.

Widać, że masa startowa wiążąca się z wysłaniem ładunku na Ceres jest około 50 razy mniejsza w przypadku startów z Marsa niż z Ziemi, niezależnie od tego, czy wykorzystany zostaje tylko napęd chemiczny, czy w połączeniu z elektrycznym napędem jądrowym do rejsów międzyplanetarnych. Gdyby użyty pojazd mógł wynieść na niską orbitę ładunek o masie około 1000 ton, należałoby wykonać z Ziemi aż 107 startów pojazdów na metan/tlen, a tylko dwa starty z Marsa. Nawet gdyby koszty paliwa i inne koszty związane ze startem były na Marsie 10 razy

KOLONIZACJA MARSA • 303

wyższe niż na Ziemi, wciąż znacznie bardziej opłacalne okazuje się wysyłanie statków z Czerwonej Planety. W przeprowadzonej analizie zakładaliśmy, że statki będą wracać z pasa planetoid bez ładunku. Wprowadzenie wymogu, by statki zabierały paliwo na drogę powrotną i przywoziły na Ziemię ładunek metalu z planetoid, sprawia, że perspektywy misji z Ziemi bez tankowania na Marsie stają się zupełnie beznadziejne.

Z rozważań tych wynika prosty wniosek: wszystkie transportowane do pasa planetoid materiały, które można wyprodukować na Marsie, będą produkowane na Marsie.

Wyłaniają się zarysy przyszłego handlu międzyplanetarnego: powstanie „trójkąt handlowy". Na Ziemi będą produkowane

Tab. 8 2. Masy wypraw frachtowych do pasa głównego planetoid (w tonach).

START Z ZIEMI

START Z MARSA

CH4/O2 NAPĘD CH4/02 NAPĘD

CHEMICZNY CHEMICZNY

/NEP /NEP

system napędowy

ładunek 50 50 50 50

statek międzyplanetc imy 10 150 10 50

zawartość zbiornika

paliwowego

statku międzyplanetarnego 85

paliwo statku

międzyplanetarnego 1220

całkowita masa

na niskiej orbicie 1365

masa bezwładna

pojazdu startowego 1365

zawartość zbiornika

paliwowego

pojazdu startowego 6790

paliwo pojazdu startowego 97 000 całkowita masa startowa 106 520

19 15 3

268 205 37

487 280 140

337 280 90

25 127

304 • CZAS MARSA

i dostarczane na Marsa wyspecjalizowane towary, wymagające zaawansowanych technologii, na Marsie będą wytwarzane i dostarczane do pasa planetoid (oraz być może na Księżyc) towary nie wymagające stosowania zaawansowanych technologii oraz zapasy żywności, natomiast z planetoid wędrować będą na Ziemię metale (być może także hel 3 z Księżyca). Schemat ten przypomina trójkąt z czasów kolonialnych, łączący Anglię, jej północnoamerykańskie kolonie i Indie Zachodnie. Angielskie towary wysyłano do Ameryki, gdzie produkowano żywność i mniej skomplikowane towary, kierowane następnie do Indii Zachodnich. Z Indii Zachodnich do Anglii wracały towary zamieniane na duże pieniądze, na przykład cukier. W XIX wieku brytyjski handel z Indiami Wschodnimi wspomagany był przez podobny trójkąt, łączący Anglię, Australię i wyspy należące obecnie do Indonezji.

Zaludnianie Marsa

Trudności wiążące się z transportem międzyplanetarnym skłaniają do traktowania perspektyw kolonizacji Marsa jako nieosiągalnych wizji. Kolonizacja oznacza jednak przede wszystkim ruch w jedną stronę, czyli wysyłanie do nowo powstałych na Marsie kolonii dużych ilości towarów i licznej grupy ludzi.

Rozważmy dwa modele ewentualnej emigracji na Marsa: emigrację wspieraną przez rząd oraz emigrację finansowaną z prywatnych źródeł.

W przypadku pomocy rządowej dysponujemy już obecnie technologiami umożliwiającymi emigrację na dużą skalę. Rysunek 8. l ilustruje jedno z rozwiązań pozwalających zawieźć na Marsa imigrantów. Przedstawia projekt rakiety nośnej, nawiązujący do konstrukcji promu kosmicznego, która może wynieść na niską orbitę okołoziemską ładunek o masie 145 ton (podobny udźwig miał Saturn 5). Następnie rakieta o termicznym napędzie jądrowym (NTR, podobna do zademonstrowanej w USA w latach sześćdziesiątych w ramach programu badawczego NERVA) o Isp równym 900 s w siedem miesięcy zawiezie

KOLONIZACJA MARSA • 305

34 m

Rys. 8.1. Ciężka rakieta nośna, z dodatkowym elektrycznym napędem jądrowym, zdolna przewieźć na Czerwoną Planetę 24 kolonizatorów.

na Marsa po trajektorii rejsowej „mieszkalny" statek kosmiczny o masie 70 ton. Po dotarciu w okolice Marsa statek wykorzysta stożkową osłonę aerodynamiczną do hamowania atmosferycznego, otworzy spadochrony i wyląduje na własnych silnikach metanowo-tlenowych.

Statek załogowy ma 8 m średnicy i mieści cztery pokłady o łącznej powierzchni mieszkalnej 200 m2, przeznaczonej dla 24 osób, zarówno podczas podróży międzyplanetarnej, jak i na powierzchni planety. Po rozładowaniu na Marsie przywiezionego ładunku dostępna będzie dodatkowo przestrzeń piątego (najwyższego) pokładu. Zatem dzięki jednemu startowi rakiety nośnej można wysłać w jedną stronę - z Ziemi na Marsa - 24 osoby wraz z potrzebnym mieszkaniem i narzędziami.

Przyjmijmy, że począwszy od 2010 roku każdego roku z Ziemi będą startować cztery rakiety nośne. Dokonując pewnych założeń demograficznych, można wyliczyć marsjańską krzywą demograficzną, przedstawioną na rysunku 8.2. Przyglądając się wykresowi widzimy, że wysyłanie grup kolonizatorów, liczących 24 osoby (oraz przyjmując poziom technologiczny XX wie-

306 • CZAS MARSA

Ameryka 1630 1650 Mars „2030 2050 106

Ameryka t=0 w 1610 Mars t=0 w 2010

10'

60 80 100 120 czas od założenia kolonii

Rys. 8.2. Porównanie kolonizacji Marsa z kolonizacją Ameryki Północnej. Dla celów analizy założono, że na Marsa będzie docierać 100 emigrantów rocznie poczynając od 2010 roku, przyrost 2% rocznie, 50% mężczyzn i 50% kobiet, wiek emigrantów 20-40 lat. Przyjęto średnio 3,5 dziecka w idealnej marsjań-skiej rodzinie, stopę śmiertelności 0,1% rocznie dla przedziału 0-59 lat, 1% dla 60-79 lat i 10% powyżej 80 lat.

ku) doprowadzi do osiągnięcia na Marsie przyrostu naturalnego ludzkiej populacji w wysokości jednej piątej przyrostu naturalnego w kolonialnej Ameryce w XVI i XVII wieku.

Byłby to bardzo dobry rezultat. Przekonalibyśmy się, że duża odległość dzieląca nas od Marsa i związane z tym wyzwania natury komunikacyjnej nie stanowią poważnej przeszkody na drodze do kolonizacji Czerwonej Planety. Kluczowe problemy, jak wiemy z rozdziału 7, dotyczą eksploatacji marsjańskich zasobów, uprawy roślin, budowy domów i wytwarzania wszelkich potrzebnych towarów na powierzchni Marsa. Ponadto obliczona stopa przyrostu naturalnego, wynosząca jedną piątą przy-

KOLONIZACJA MARSA • 307

rostu naturalnego kolonialnej Ameryki, choć niezbyt wysoka, świadczy jednak o historycznej możliwości, dostępnej dla każdego większego państwa na Ziemi, zasiania ziaren przyszłej ludzkiej cywilizacji na Marsie kosztem około l miliarda dolarów wydanych na pojedynczy start, czyli w sumie kosztem około 4 miliardów rocznie.

Skoro jednak koszt jednego startu wyniósłby około l miliarda dolarów, wysłanie jednego emigranta kosztowałoby 40 milionów dolarów. Cena taka mogłaby zostać (na pewien czas) przyjęta przez rząd, natomiast wykluczałaby emigrację organizowaną indywidualnie lub prywatnie. Jeśli Mars miałby wykorzystać energię licznych, dynamicznych emigrantów, kierujących się motywami osobistymi i pragnących odcisnąć własne piętno na dziejach nowego świata, cena transportu musi spaść znacznie niżej. Zastanówmy się, w jaki sposób można do tego doprowadzić.

Rozważmy ponownie pojazdy SSTO na metan/tlen, mające służyć do wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską (LEO). Każdy kilogram ładunku dostarczonego na orbitę wymaga około 70 kg paliwa. Kilogram dwuskładnikowej mieszaniny napędowej metan/tlen kosztuje mniej więcej 20 centów, zatem wysłanie l kg ładunku na orbitę wiązałoby się z koniecznością wydania 14 dolarów na paliwo. Przyjmując, że całkowity koszt wysłania ładunku na LEO wynosi siedmio-krotność ceny paliwa (stosunek dwa razy wyższy niż stosunek paliwo/koszt dla linii lotniczych), otrzymujemy koszt wysłania l kg na LEO w wysokości 100 dolarów. Załóżmy następnie, że po cyklicznej orbicie stale kursuje pomiędzy Ziemią a Marsem statek kosmiczny zdolny do odzyskiwania i ponownego wykorzystywania 95% zużywanej wody i tlenu. Buzz Aldrin, pilot statku Apollo 11, zaproponował wprowadzenie takich „wahadłowców", stale obsługujących trasę Ziemia-Mars, które zapewnią licznym emigrantom obszerną przestrzeń mieszkalną. Niski koszt jest konsekwencją tego, że wahadłowiec taki startowałby tylko raz, a potem mógłby odbywać trwającą 2,2 roku podróż na Marsa i z powrotem w zasadzie dowolnie wiele razy przy bardzo niewielkim zużyciu paliwa. Na okres trwającego

308 • CZAS MARSA

200 dni rejsu międzyplanetarnego Ziemia-Mars jeden pasażer wahadłowca (ważący wraz z rzeczami osobistymi około 100 kg) będzie potrzebował 400 kg zapasów (woda, tlen i inne). Zatem przetransportowanie jednego pasażera z LEO na pokład wahadłowca oznacza konieczność przewiezienia 500 kg przy AV sięgającej 4,3 km/s. Kapsuła, która zabrałaby pasażerów z LEO na wahadłowiec oraz z wahadłowca na powierzchnię Marsa, miałaby masę około 500 kg na pasażera. Na jednego pasażera trzeba na orbitę wahadłowca dostarczyć ładunek około 1000 kg, co - przy wykorzystującym metan/tlen napędzie chemicznym o Isp równym 380 s - jest równoważne wyniesieniu 3200 kg na LEO. Przy kosztach umieszczenia l kg na LEO, wynoszących 100 dolarów, oraz przy założeniu, że wahadłowiec zamortyzuje się po odbyciu bardzo dużej liczby rejsów, koszt dowiezienia jednej osoby na Marsa wyniesie 320 tysięcy dolarów.

Oczywiście, obliczenia te zostały przeprowadzone przy wielu założeniach, które mogą ulec modyfikacji i istotnie zmienić podany koszt biletu. Na przykład nadanie znacznej części AV - w trakcie lotu z Ziemi na orbitę - za pomocą ponad-dźwiękowego układu odrzutowego z silnikiem przelotowym (tzw. scranyet) mogłoby trzykrotnie obniżyć koszt transportu na orbitę. Przed oddaleniem się od Ziemi prom o odrzutowym napędzie elektrycznym (jonowym) mógłby pchnąć kapsułę tak, by - przy włączonym napędzie chemicznym, zapewniającym wysoką siłę ciągu - wykonała precyzyjny przelot blisko Ziemi. W wyniku takiego manewru kapsuła otrzymałaby energetycznego „kopniaka", pozwalającego na opuszczenie orbity okołoziemskiej i dotarcie do wahadłowca międzyplanetarnego przy AV zaledwie 1,3 km/s, osiąganej dzięki paliwu chemicznemu. W ten sposób koszt transportu zostałby dodatkowo obniżony. Gdyby, zamiast tradycyjnej podróży po orbicie międzyplanetarnej (ze wsparciem grawitacyjnym), wahadłowiec wykorzystywał żagiel magnetyczny (patrz: podrozdział „Zaawansowany transport międzyplanetarny"), prędkość hiperboliczna wymagana do opuszczenia Ziemi i zbliżenia się do wahadłowca wynosiłaby prawie zero, pozwalając na

KOLONIZACJA MARSA • 309

wyłączne stosowanie napędu elektrycznego (a nawet napędu magnetycznego bądź słonecznego) w celu dostarczenia kapsuły z LEO do wahadłowca. Dalsze obniżenie kosztów podróży można osiągnąć, zwiększając stopień szczelności systemu podtrzymywania funkcji życiowych z wartości podstawowej (95%) do zaawansowanej (99%), przez co ograniczona zostanie masa wody i tlenu, zużywanych przez pasażerów podczas lotu, a przez to i całkowita masa wiezionego ładunku. Tak więc ostatecznie koszt podróży w jedną stronę z Ziemi na Marsa wyniósłby około 30 tysięcy dolarów na jednego pasażera. Tabela 8.3 pokazuje spadek kosztu podróży w wyniku stosowania kolejnych innowacji.

W każdym razie cena 320 tysięcy dolarów dla pierwszych emigrantów jest interesująca. Kwoty tego rzędu nie wydajemy lekką ręką, jest to jednak spora suma - odpowiada mniej wię-

Дата добавления: 2015-10-28