24 страница. NIMF wykorzystuje jako materiał napędowy atmosferyczny dwutlenek węgla w postaci surowej

NIMF wykorzystuje jako materiał napędowy atmosferyczny dwutlenek węgla w postaci surowej, podgrzewany w termicznym silniku jądrowym (NTR) w celu wytworzenia gorących gazów odrzutowych. Silniki rakiet NTR nie przekształcają powstałej energii cieplnej w energię elektryczną, więc - eliminując potrzebne do tego mechanizmy, które stanowią większość masy reaktora - uzyskamy lekkie i nieduże urządzenie. Zużycie energii elektrycznej na pokładzie rakiety NIMF będzie niewielkie dzięki zastosowaniu atmosferycznego dwutlenku węgla

18 R. Zubrin: Nuclear Thermal Rockets Using Indigenous Martian Propellant, AIAA-89-2768, AIAA/ASME 25th Joint Propulsion Conference, Monterey, Kalifornia, lipiec 1989.

19 R. Zubrin: Long Rangę Mobility on Mars, „Journal of the British Interplane-tary Society", tom 45 (maj 1992), str. 203-210.

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 285

jako materiału napędowego, ze względu na niskie (poniżej 0,3 kWh na kilogram) wymagania energetyczne uzyskiwania dwutlenku węgla w drodze bezpośredniego sprężania powietrza; dodatkowo pozbywamy się całej aparatury chemicznej. Bez wątpienia gorący dwutlenek węgla z impulsem właściwym 260 s nie jest wysokogatunkowym paliwem rakietowym. Cóż, poszukiwacze złota i odkrywcy potrzebują mułów, żywiących się karłowatą górską roślinnością, a nie wrażliwych koni wyścigowych, przyzwyczajonych do przednich pasz, nie spotykanych w dzikich ostępach. NIMF idealnie nadaje się do podróży po Marsie właśnie z uwagi na zdolność konsumowania materiałów występujących ma miejscu. Dzięki pojazdom rakietowym o termicznym napędzie jądrowym na lokalne, marsjań-skie paliwo, odkrywcy Czerwonej Planety zyskają naprawdę globalną zdolność poruszania się: będą mogli „przeskakiwać" z miejsca na miejsce, tankując po każdym lądowaniu. Rakiety balistyczne i samoloty rakietowe przedstawione są na planszach 23 i 24 (wkładka).

Specyficzny tryb pracy NIMF zapewni różnorakie korzyści. Ominięcie wymogu wożenia na pokładzie paliwa na drogę powrotną daje tym rakietom prawdziwie globalny zasięg pomimo Isp mniejszego od rakiet o napędzie chemicznym, mających zasięg ograniczony nawet przy najwyższej klasy materiale napędowym. Wytworzenie 60 ton mieszaniny napędowej metan/tlen, potrzebnej do pojazdów o rakietowym napędzie chemicznym, wymagałoby całej energii produkowanej przez bazowy reaktor o mocy 100 kW przez 123 dni. Na wyprawy rakietami NIMF nie trzeba zabierać z bazy żadnego paliwa, ani wodoru, ani wody. Jedynym odczuwanym w bazie obciążeniem związanym z lotami rakiet NIMF byłaby konieczność obsadzenia ich załogami oraz przeprowadzanie konserwacji i napraw. Kolejna korzyść z posiadania NIMF to zdolność błyskawicznego przewożenia większych ładunków z jednego miejsca powierzchni planety w inne, dowolnie wybrane. W razie potrzeby NIMF o masie 40 ton będzie mógł szybko polecieć na drugi koniec planety i wrócić z 20 tonami rudy siarczkowej. Żaden inny środek transportu nie oferuje takich możliwości.

286 • CZAS MARSA

W rozdziale 3 pisałem, że przed opracowaniem projektu misji Mars Direct opowiadałem się za wysłaniem ludzi na Mai są za pomocą jednej ciężkiej rakiety nośnej, wykorzystując następnie termiczny silnik jądrowy (NTR) do umieszczenia statku na trajektorii międzyplanetarnej, wiodącej w kierunku Czerwonej Planety. Natomiast do podróżowania po planecie posłużyłaby rakieta NIMF. Z czasem porzuciłem tę koncepcję na rzecz projektu Mars Direct, gdyż technologie napędu NTR i NIMF są zbyt zaawansowane, by je stosować podczas pierwszych, odkrywczych wypraw na Marsa. Wprawdzie misje wykorzystujące rakiety NTR i NIMF wyglądałyby bardzo atrakcyjnie, czas przeznaczony na ich opracowanie byłby jednak za długi i musielibyśmy zwlekać z pierwszymi lotami. Pomimo tego należy pamiętać, że technologia NIMF daje wyjątkowo potężne i przydatne podczas rozwoju marsjańskiej bazy możliwości. Dlatego w perspektywie długofalowej obecności na Marsie warto przeznaczyć duże środki na opracowanie pojazdów rakietowych NIMF. Jeśli pojawią się w parę lat po rozpoczęciu budowy bazy, zyska ona dostęp do zasobów całej planety.

Początki kolonizacji

Pierwsi astronauci spędzą na Marsie osiemnaście miesięcy i wrócą przy pierwszej dogodnej okazji, gdy konfiguracja planet umożliwi start i lot po korzystnej trajektorii. Jednak w miarę rozwoju bazy i poprawy warunków życiowych na Marsie niektórzy zdecydują się wydłużyć okres pobytu na Czerwonej Planecie ponad zasadnicze półtora roku „służby" i zostać tam przez cztery, sześć lub jeszcze więcej lat. Z pewnością kierownicy programu będą do podobnego zachowania zachęcać poważnymi korzyściami finansowymi, gdyż większość kosztów misji wiąże się z transportowaniem ludzi w obie strony. Im dłużej będzie funkcjonować marsjańska baza, tym potrzebniejsze stanie się opracowanie technologii jak najtańszego transportu międzyplanetarnego. Może do tego dojść albo w wyniku działalności rządowej, albo wolnej konkurencji prywatnych

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 287

przewoźników na rynku transportu międzyplanetarnego. Gdy już na powierzchni Marsa przebywać będą ludzie, podróż i pobyt na planecie staną się jeszcze tańsze. Z czasem do bazy będzie przybywać coraz więcej ludzi; więcej osób będzie też przedłużać swój pobyt, dzięki czemu populacja marsjańskiej bazy zacznie przypominać ludność miasteczka - a w końcu stanie się ona miastem.

Będzie to początek kolonizacji Marsa.

ROZDZIAŁ 8

KOLONIZACJA MARSA

Propozycja została podana do wiadomości publicznej, do rozważenia wszystkim, i sprowokowała rozmaite opinie, w tym wiele obaw i niepokojów. Niektórzy, kierowani własnymi motywami i nadziejami, starali się wzniecić zapał i zachęcić pozostałych, inni, przeciwnie, opierali się z powodu strachu, wynajdując wiele rzeczy, i to całkiem prawdopodobnych; ponieważ w grę wchodziło wielkie zadanie, podczas którego przytrafić się może wiele niebezpieczeństw i zagrożeń. [...] W odpowiedzi stwierdzono, iż wszystkim wielkim i chwalebnym dziełom towarzyszą wielkie trudności, które muszą być pokonane z odwagą i przedsiębiorczością.

GUBERNATOR WILLI AM BRADFORD, OfPlimoth Plantation (1621)

W poprzednich rozdziałach kwestię ludzkich możliwości osiedlania się na Marsie rozważaliśmy głównie z technicznego punktu widzenia. Uzmysłowiliśmy sobie, że używając współczesnych technologii można w ciągu 10 lat wysłać na Marsa załogową wyprawę za cenę do przyjęcia przez rząd USA. Przekonaliśmy się, że nieznacznie poszerzając plan w ciągu pierwszych kilkudziesięciu lat po pierwszym lądowaniu można na powierzchni Marsa zbudować bazę zdolną pomieścić i utrzymać dziesiątki lub nawet setki ludzi - którzy bezbłędnie opanują techniki eksploatacji miejscowych zasobów naturalnych i przygotują Czerwoną Planetę dla milionów ludzi.

Doszliśmy więc do kluczowej fazy procesu: osiedlania. Czy Mars naprawdę nadaje się do kolonizacji? Z technicznego punktu widzenia możemy robić na Marsie dowolne rzeczy, w tym również go terraformować - przekształcić planetę z wyziębłej i jałowej w ciepłą i wilgotną. Na ile nas jednak stać? Prawdopodobnie odkrywanie, badanie Marsa i budowanie bazy będzie finansowane ze źródeł rządowych, w fazie osadnictwa jednak zaczynają odgrywać rolę czynniki ekonomiczne. Mars-jańska baza nawet dla kilkuset osób może być jeszcze finansowana przez rząd, lecz tworzenie marsjańskiego społeczeństwa, liczącego kilkaset tysięcy ludzi, już nie. Aby dobrze funkcjono-

CZAS MARSA • 289

wać, cywilizacja Czerwonej Planety musi być albo zupełnie samowystarczalna (co jest mało prawdopodobne w przewidywalnej przyszłości), albo produkować i eksportować pewne produkty, by pokryć koszty importu.

Przyszłość Marsa - całej planety, a nie tylko ludzkiej cywilizacji na Marsie - będzie od tego zależeć. Jeżeli założenie na Marsie ludzkiej cywilizacji jest możliwe, to populacja marsjań-skiej kolonii oraz zdolności przekształcania planety będą rosnąć. Mars miał kiedyś umiarkowany klimat i możliwe będzie przywrócenie tego stanu. Powinniśmy rozumieć, że powodzenie lub niepowodzenie terraformowania Marsa jest konsekwencją ekonomicznej opłacalności kolonizacji Czerwonej Planety.

Dlatego główne zastrzeżenie zgłaszane w stosunku do planów kolonizacji i terraformowania Marsa brzmi następująco: Projekty te są wprawdzie wykonalne z technicznego punktu widzenia, kto jednak za nie zapłaci? Na pierwszy rzut oka argument wydaje się przekonujący, gdyż Mars jest miejscem bardzo oddalonym, trudno osiągalnym, o nieprzyjaznym środowisku i bez zasobów o widocznej wartości ekonomicznej. Choć może się wydawać, że trudno te argumenty obalić, należy pamiętać, iż w przeszłości podobne zarzuty wysuwano po to, by udowodnić zupełny brak rozsądnych podstaw do zasiedlania przez Europejczyków Ameryki Północnej i Australii. Niewątpliwie problemy natury technologicznej i ekonomicznej, związane z kolonizacją Marsa, są zupełnie innego rodzaju niż problemy wiążące się z kolonizacją Nowego Świata. A jednak jestem przekonany, że argumenty takie charakteryzuje ta sama fałszywa logika, która przez 400 lat po odkryciach Kolumba wielokrotnie podsuwała rządom europejskim niepoprawne oceny szans osadnictwa (w przeciwieństwie do perspektyw rozwoju placówek handlowych, plantacji oraz zakładów eksploatacyjnych).

Podczas okresu świetności swego światowego imperium Hiszpanie nie interesowali się wcale kontynentem północnoamerykańskim, uważali go za bezwartościowe, dzikie tereny. W 1781 roku, gdy Cornwallisa zmuszono do poddania w York-

290 • CZAS MARSA

town, Anglicy rozmieścili flotę na Morzu Karaibskim, by bronić przed Francuzami paru wysepek, przynoszących wysokie dochody z plantacji cukru. W 1803 roku Bonaparte sprzedał jedną trzecią obecnych Stanów Zjednoczonych za dwa miliony dolarów. W 1867 roku car Rosji sprzedał Alaskę za podobnie mizerną sumę. O istnieniu Australii Europejczycy wiedzieli 200 lat wcześniej, zanim przybyli założyć pierwsze kolonie, a jednak przed rokiem 1830 żadne europejskie państwo nie pofatygowało się, by objąć kontynent we władanie. Przytoczone przykłady krótkowzrocznej polityki są dziś symboliczne. Świadczą o uporczywej ślepocie panującej wśród rządzących i grup kształtujących politykę, a także o braku rozeznania prawdziwych źródeł bogactwa i władzy. Sądzę, że za 200 lat obojętność współczesnych rządów wobec wartości ciał niebieskich będzie przez przyszłych historyków oceniana podobnie.

Jest prawie niemożliwością przewidzieć, które przedsięwzięcia będą opłacalne za 200 lat; dotyczy to zresztą również perspektywy 50 lub 100 lat. Pomimo to postaram się w rozdziale tym pokazać, dlaczego i w jaki sposób kolonizacja Marsa może dobrze funkcjonować od strony gospodarczej oraz dlaczego sukces ekonomiczny kolonizacji Marsa w dłuższej perspektywie okaże się kamieniem milowym na drodze opanowywania przez człowieka ciał Układu Słonecznego. Choć od czasu do czasu będę przywoływał historyczne analogie, moje wywody nie będą miały historycznego charakteru. W większym stopniu odwołują się do przypadku Marsa - z jego wyjątkowymi cechami, zasobami naturalnymi, wymogami technologicznymi i powiązaniami z innymi ciałami Układu Słonecznego.

Wyjątkowość Marsa

Proponując jakieś przedsięwzięcie, na przykład realizację biznesplanu, należy zebrać i przedstawić listę zalet i korzyści, wynikających z projektu. Trzeba powiedzieć, pod jakim względem przewyższamy konkurencję. A więc co takiego może nam dać Czerwona Planeta?

KOLONIZACJA MARSA • 291

Wśród ciał niebieskich Układu Słonecznego Mars jako jedyny (z wyjątkiem Ziemi) ma wszystkie surowce, potrzebne nie tylko do podtrzymywania życia, lecz wystarczające, aby być podstawą rozwoju nowej cywilizacji. Wyjątkowość Marsa staje się oczywista, gdy porównamy go z Księżycem - drugim najczęściej wymienianym miejscem podczas dyskusji o kolonizacji kosmosu.

W przeciwieństwie do Księżyca, Mars obfituje w węgiel, azot, wodór i tlen, występujące w biologicznie akceptowalnych i dość łatwo dostępnych formach, jak m.in. gazowy dwutlenek węgla, gazowy azot, lód wodny i zmarzlina. Na Księżycu węgiel, azot i wodór występują w śladowych ilościach - parę cząsteczek na milion. Na Księżycu można znaleźć obfitość tlenu, lecz w niewygodnej postaci tlenków, jak na przykład dwutlenek krzemu (SiO2), tlenek żelaza (Fe2O3), tlenek magnezu (MgO) i tlenek glinu (A12O3), których redukcja wymaga dostarczenia ogromnych ilości energii. Według współczesnych ocen, gdyby na Marsie stopniały wszystkie lody i cała zmarzlina (a powierzchnia planety byłaby płaska), planeta zostałaby pokryta oceanem o głębokości 100 m. Sytuacja całkowicie odmienna niż na Księżycu, który jest tak suchy, że gdyby kolonizatorzy odnaleźli na jego powierzchni beton, zabraliby się do wydobywania z niego wody za pomocą materiałów wybuchowych. Gdyby więc na Księżycu rosły w szklarniach rośliny (co jest mało prawdopodobne), większość ich biomasy pochodziłaby z importu.

Na Księżycu brakuje także około połowy metali, potrzebnych cywilizacji przemysłowej (np. miedzi), a także wielu innych ważnych pierwiastków, takich jak siarka i fosfor. Na Marsie wszystkie potrzebne pierwiastki występują w dużych ilościach. Ponadto na Marsie, podobnie jak na Ziemi, miały miejsce procesy hydrologiczne i wulkaniczne, które doprowadziły do powstania złóż wysokogatunkowych rud mineralnych, zawierających w dużych stężeniach rozmaite pierwiastki. Nie bez powodu historię geologiczną Marsa porównywano do historii geologicznej Afryki1, wyciągając wielce optymistyczne wnio-

1 B. Cordell: A Prehminary Assessment of Martian Natural Resource Potential, AAS 84-185. [W:] C. McKay (red.): The Case for Mars, t. 62, Science and Technology Se-ries of the American Astronautical Society, Univelt, San Diego, Kalifornia 1985.

292 • CZAS MARSA

ski co do bogactwa obecnych na Czerwonej Planecie minerałów. Natomiast na Księżycu nie było aktywności hydrologicznej ani wulkanicznej, w wyniku czego stanowi on mieszankę skalnych śmieci o znikomym zróżnicowaniu na rudy mineralne.

Wykorzystując baterie słoneczne, energię można wytwarzać równie dobrze na Księżycu, co i na Marsie. Korzyści wynikające z braku atmosfery na Księżycu i bliskości Słońca są równoważone przez duże trudności związane z przechowywaniem wyprodukowanej energii podczas księżycowej doby, liczącej 28 ziemskich dni. Gdybyśmy jednak chcieli produkować baterie słoneczne, rozbudowując w ten sposób bazę energetyczną, Mars ma nad Księżycem dużą przewagę, gdyż na Czerwonej Planecie występują duże zapasy węgla i wodoru, potrzebnych do produkcji czystego krzemu, niezbędnego do wytwarzania ogniw fotowoltaicznych i elektroniki. Poza tym Mars (w przeciwieństwie do Księżyca) stwarza szansę wykorzystania energii pochodzącej z wiatru. Zarówno energia słoneczna, jak i energia wiatru w niewielkim jednak stopniu zaspokoją potrzeby - dostarczą zaledwie dziesiątki lub w najlepszym razie setki kilowatów. Aby dać podstawy cywilizacji, należy zapewnić potężniejszą bazę energetyczną. Mars oferuje takie możliwości zarówno w krótkiej, jak i dłuższej perspektywie dzięki posiadanym zasobom energii geotermicznej, które pozwolą na założenie większej liczby lokalnych stacji generatorów elektrycznych o mocy 10 MW. W dłuższej perspektywie marsjańska gospodarka będzie dysponować bogatą bazą energetyczną w postaci dużych zasobów paliwa deuterowego do reaktorów termojądrowych. Na Czerwonej Planecie deuter występuje w ilościach pięć razy większych niż na Ziemi, a dziesiątki tysięcy razy większych niż na Księżycu.

Jak już wspomniałem w rozdziale 7, podstawowym problemem, wiążącym się z planami założenia kolonii na otwartej przestrzeni na pozbawionych atmosfery ciałach niebieskich Układu Słonecznego, takich jak Księżyc, jest brak światła w postaci nadającej się do uprawy roślin. Na Ziemi jeden akr powierzchni uprawnej wymaga 4 MW energii słonecznej, jeden kilometr kwadratowy - 1000 MW. Cała energia wytwarzana

KOLONIZACJA MARSA • 293

przez człowieka na Ziemi nie wystarczyłaby do oświetlenia niewielkiego stanu Rhode Island - potentata rolniczego. Z ekonomicznego punktu widzenia uprawa roślin wykorzystująca światło elektryczne jest przedsięwzięciem beznadziejnym. Na Księżycu i innych pozbawionych atmosfery ciałach niebieskich naturalne światło słoneczne można wykorzystać dopiero po ustawieniu wokół szklarni ścian tak grubych, by chroniły przed promieniowaniem pochodzącym z rozbłysków słonecznych; wymóg ten prowadzi do istotnego wzrostu kosztów tworzenia upraw w kosmosie. Na Księżycu krok taki na nic by się zdał, ponieważ rośliny i tak nie będą rosły w cyklu dobowym, liczącym 28 dni.

Marsjańska atmosfera jest wystarczająco gruba, by osłonić przed rozbłyskami słonecznymi uprawy na powierzchni planety. Dlatego przestrzeń pod uprawy można znacznie powiększyć, stosując nadmuchiwane cieplarnie o cienkich, wykonanych z tworzyw sztucznych ściankach, chronione przed promieniowaniem przez bezciśnieniowe kopuły, wykonane z twardego tworzywa sztucznego, nie przepuszczającego promieniowania nadfioletowego. Na Księżycu uprawa roślin w tego rodzaju szklarniach nie byłaby możliwa, nawet gdyby nie zagrażało im promieniowanie rozbłysków słonecznych i długi, prawie miesięczny cykl dobowy, ponieważ wewnątrz szklarni powstawałyby zbyt wysokie temperatury. Inaczej sytuacja przedstawia się na Marsie, gdzie silny efekt cieplarniany jest potrzebny, by osiągnąć umiarkowany klimat. Kopuły do upraw rolniczych, o średnicach do 50 m, są na tyle lekkie, że w początkowym okresie można je przywozić z Ziemi, natomiast później będą produkowane na Marsie z lokalnych zasobów. Ponieważ na Czerwonej Planecie występują wszystkie materiały potrzebne do produkcji tworzyw sztucznych, możliwe będzie błyskawiczne powiększenie powierzchni marsjańskich upraw dzięki wytwarzaniu i rozmieszczaniu sieci kopuł o średnicach 50-100 m. Kopuły nadają się również do tego, by osłaniać otwarte przestrzenie przeznaczone dla ludzi - z atmosferą i temperaturą pozwalającymi ubierać się w koszule z krótkim rękawem. Opisywane możliwości stanowią jedynie początek

294 • CZAS MARSA

drogi, ponieważ, jak się przekonamy w rozdziale 9, z czasem ludzie zdołają zwiększyć grubość i ciśnienie marsjańskiej atmosfery, zmuszając skalny regolit planety do wydzielania gazów w ramach rozmyślnego programu sztucznie wywołanego globalnego ocieplenia klimatu na Marsie. Gdy to się już uda, kopuły będą mogły mieć dowolnie duże rozmiary, ponieważ zniknie wymóg równoważenia różnicy ciśnienia między wnętrzem kopuły a zewnętrzną atmosferą. Można wtedy będzie również uprawiać gatunki roślin specjalnie przystosowane do hodowli na zewnątrz kopuł.

Warto zaznaczyć, że - w przeciwieństwie do pozostałych ciał niebieskich, potencjalnie nadających się do kolonizacji - na Marsie osadnicy nie będą żyć w zakrytych tunelach, lecz będą mogli poruszać się swobodnie po powierzchni planety i uprawiać rośliny w świetle dnia. Mars jest środowiskiem, w którym ludzie mogą żyć i rozmnażać się, korzystając z rzeczy wytworzonych na Marsie z miejscowych surowców. Czerwona Planeta będzie czymś więcej niż tylko placówką naukową i górniczą; to miejsce, gdzie naprawdę może się rozwijać ludzka cywilizacja. Dla handlu międzyplanetarnego znaczenie będzie miało to, że Mars i Ziemia to jedyne ciała w Układzie Słonecznym, na których można produkować żywność na eksport.

Handel międzyplanetarny

Mars jest idealnym obiektem, by rozpocząć jego kolonizację, ponieważ łatwo może stać się samowystarczalny. Dopóki jednak populacja na Marsie nie będzie liczyć milionów osób, planeta nie stanie się samowystarczalna. Dlatego przez stulecia (a niewykluczone, że zawsze) będzie trwał import z Ziemi towarów, których produkcja wymaga wyspecjalizowanych technologii. Towary takie nie powinny mieć dużej masy, ponieważ tylko niewielka część (wagowo) najbardziej zaawansowanych technologicznie towarów jest rzeczywiście złożona. Niemniej za nowoczesne urządzenia, których cena dodatkowo znacznie wzrośnie z powodu wysokich kosztów transportu międzyplane-

KOLONIZACJA MARSA • 295

tarnego, trzeba będzie zapłacić. Czym Mars zapłaci za towary importowane z Ziemi?

W opinii wielu osób kwestia ta przesądza o niewykonalności kolonizacji Marsa, a przynajmniej mniejszej opłacalności tego przedsięwzięcia od kolonizacji Księżyca. Dużą wagę przywiązywano na przykład do tego, że na Księżycu są zasoby helu 3, izotopu nie występującego na Ziemi, stanowiącego paliwo, które będzie można wykorzystać w przyszłych reaktorach termojądrowych drugiej generacji. Na Marsie nie zidentyfikowano zasobów helu 3, ale, z drugiej strony, z powodu złożonej historii geologicznej występują tam rudy metali oraz minerałów o znacznie wyższych stężeniach niż na Ziemi, ponieważ na naszej planecie ludzie wykorzystują rudy od pięciu tysięcy lat. W pracy napisanej przed paru laty z Davidem Bakerem wykazaliśmy, że jeśli na Marsie występują złoża metali o wartości równej lub wyższej od wartości srebra (czyli: srebro, german, hafn, lantan, cer, ren, samar, gal, gadolin, złoto, pallad, iryd, rubid, platyna, rod, europ i inne), to wydobywanie ich i transport na Ziemię przyniosłoby znaczny zysk.2 Nadające się do ponownego wykorzystania marsjańskie rakiety, które wynosiłyby pojedyncze stopnie na orbitę, takie jak NIMF (omawiane w rozdziale 7), mogłyby dowozić na orbitę okołomarsjańską ładunki, przeznaczone do transportu na Ziemię, wykorzystując albo tanie, jednorazowe, wyprodukowane na Marsie stopnie chemiczne, albo cykliczne statki międzyplanetarne wielokrotnego użytku, napędzane energią słoneczną lub energią pola magnetycznego. (Podrozdział „Zaawansowany transport międzyplanetarny", znajdujący się na końcu tego rozdziału, przedstawia te zaawansowane systemy napędu rakietowego). Pamiętajmy jednak, że występowanie na Marsie tak cennych rud metali wciąż pozostaje w sferze hipotez.

Pewien surowiec o wartości handlowej można jednak znaleźć na Marsie z całą pewnością, i to w dużych ilościach - deu-

2 R. Zubrin i D. Baker: Mars Direct, Humans to the Red Planet by 1999, IAF 90-672, 41st Congress of the International Astronautical Federation, Drezno, październik 1990. Przedruk w „Acta Astronautica", tom 26, nr 12 (1992), str. 899-912.

296 • CZAS MARSA

ter. Deuter, cięższy izotop wodoru, na Ziemi występuje w liczbie 166 atomów na milion atomów wodoru, na Marsie zaś -w liczbie 833 na milion atomów wodoru. Deuter jest nie tylko paliwem reaktorów termojądrowych pierwszej i drugiej generacji, lecz również kluczowym surowcem we współczesnym przemyśle energetycznym. Dysponując wystarczającą ilością deuteru, można spowalniać reakcję, która zachodzi w reaktorze jądrowym, za pomocą ciężkiej wody zamiast zwykłej, „lekkiej wody"; a reaktor, spowalniany ciężką wodą, wykorzystuje naturalny, nie wzbogacony uran. Obecnie kanadyjskie reaktory jądrowe CANDU, które pracują na naturalnym paliwie uranowym, są właśnie spowalniane ciężką wodą. Z procesem tym wiąże się, niestety, pewien problem: trzeba dokonać elektrolizy 30 ton zwykłej, lekkiej wody, by uzyskać kilogram deuteru - oznacza to, że jeśli nie dysponujemy źródłem bardzo taniej energii hydroelektrycznej, proces będzie tak drogi, że aż nieopłacalny. (Z tego względu podczas drugiej wojny światowej Niemcy usytuowali placówki, produkujące w ramach programu budowy bomby atomowej ciężką wodę, niedaleko norweskich tam i elektrowni hydroelektrycznej w Yemork. Gdy w 1943 roku, w wyniku działań norweskiego ruchu oporu i nalotów amerykańskich bombowców B-17, tama i elektrownia zostały zniszczone, niemiecki program atomowy legł w gruzach). Nawet gdy się ma tanią energię hydroelektryczną, deuter pozostaje bardzo drogi - obecnie na Ziemi kilogram deuteru kosztuje 10 tysięcy dolarów, czyli 70% ceny kilograma złota; jest więc 50 razy droższy niż srebro. Tyle wynoszą ceny w czasach, gdy jeszcze nie wykorzystuje się energii termojądrowej. Kiedy uruchomione zostaną pierwsze elektrownie termojądrowe, ceny deuteru skoczą w górę. Jak już wspominałem w poprzednich rozdziałach, marsjańska baza będzie zużywać większość energii w procesach elektrolizy, służących do podtrzymywania rozmaitych procesów chemicznych oraz funkcji życiowych załogi. Dodanie podczas produkcji wodoru (w trakcie procesów elektrolizy, związanych z funkcjonowaniem marsjańskiej bazy), przed ponownym wprowadzeniem go do obiegu, jeszcze jednego etapu technologicznego, polegają-

Дата добавления: 2015-10-28