26 страница. Tab. 8.3. Możliwe obniżenie kosztów transportu z Ziemi na Marsa.

Tab. 8.3. Możliwe obniżenie kosztów transportu z Ziemi na Marsa.

TECHNO- TECHNO- CZYN- CENA

LO- LOGIA NIK ZA PODRÓŻ

GIA ZAAWAN- OBNIŻĘ- NA MARSA

PODSTA- SOWANA NIĄ (w dolarach

WOWA KOSZTÓW USA, 1996)

wyprawa

z wykorzystaniem

podstawowej technologii

z powierzchni Ziemi na orbitę

uszczelnienie systemu podtrzymywania funkcji życiowych

napęd stosowany do opuszczenia LEO

napęd wahadłowca

napęd rakietowy

95%

CH4/02 naturalny

napęd ponad-dźwiękowy przelotowy

99%

1.0

0,3

NEP

żagiel magnetyczny

0,7

0,6 0,7

320 000

310 • CZAS MARSA

cej cenie amerykańskiego domu na przedmieściach dla rodziny z zamożnej, wyższej klasy średniej, bądź oszczędnościom rodziny z klasy średniej - ale zarazem suma, którą wiele osób mogłoby (gdyby naprawdę chciało) zapłacić za podróż na Marsa. Dlaczego ktoś chciałby lecieć na Marsa? Z uwagi na niedostatek siły roboczej oraz drogi transport, koszty pracy niewątpliwie byłyby na Marsie znacznie wyższe niż na Ziemi, a w konsekwencji również wyższe byłyby płace. Kwota 320 tysięcy dolarów, odpowiadająca mniej więcej sześcioletniej pensji inżyniera na Ziemi, stanowiłaby wynagrodzenie za rok lub dwa lata pracy na Marsie. Przez ostatnie kilkaset lat podobna różnica płac przyciągała emigrantów z Europy do Ameryki; na podobnej zasadzie znaleźliby się chętni do pracy na Marsie. Od XVII do XIX wieku wiele europejskich rodzin gromadziło środki, by wysłać do Ameryki jedną osobę, która, po paru latach, odkładała dość pieniędzy na ściągnięcie pozostałej części rodziny. Współcześnie identyczna praktyka funkcjonuje w przypadku krajów Trzeciego Świata: miejscowe zarobki są znikome w porównaniu z cenami biletów lotniczych, ale skoro w miejscu przeznaczenia czeka praca, dzięki której można zapłacić za podróż, częste jest zaciąganie kredytu na jej odbycie. Działo się tak niegdyś, dzieje się teraz i będzie się działo w przyszłości.

Jak już wspomniałem, występujący na Marsie niedostatek siły roboczej spowoduje, że marsjańskie społeczeństwo będzie zmierzać w stronę postępu technologicznego i społecznego. Jeśli płacimy komuś pięć razy więcej niż na Ziemi, nie chcemy obciążać pracownika żadną bezsensowną pracą ani wypełnianiem formularzy, nie będziemy też skłonni odmawiać pracy komuś, wykonującemu bardzo potrzebny zawód, tylko dlatego, że nie pofatygował się, by odbyć biurokratyczny bieg z przeszkodami. Krótko mówiąc, marsjańskie społeczeństwo będzie nastawione pragmatycznie, podobnie jak dziewiętnastowieczna Ameryka. Marsjański pragmatyzm, wymuszony przez środowisko, da kolonizatorom znaczną przewagę nad społeczeństwem ziemskim, bardziej tradycyjnym i żyjącym w warunkach niewielkiego stresu. Skoro ko-

KOLONIZACJA MARSA • 311

nieczność jest matką wynalazku, Mars będzie doskonałą kołyską. Społeczeństwo pogranicza, wykorzystujące zaawansowane technologie, zachowujące się pragmatycznie i składające się z osób przejawiających inicjatywę, będzie z konieczności dokonywać wynalazków, przydatnych nie tylko na Marsie, lecz i na Ziemi. Wynalazcy przyniosą Marsowi dodatkowe dochody (z praw patentowych zarejestrowanych na Ziemi), wywierając jednocześnie na ziemskie społeczeństwo, dysponujące ogromną siłą roboczą, nacisk, który będzie przeciwdziałał naturalnej tendencji popadania w stagnację. W dalszej perspektywie największą korzyścią z kolonizacji Marsa będzie swoiste odmłodzenie Ziemi. A najbardziej skorzystają te ziemskie społeczeństwa, które będą z marsjańską cywilizacją najbliżej powiązane społecznie, kulturowo, językowo i gospodarczo.

Handel marsjańskimi nieruchomościami

Marsjańskie nieruchomości można podzielić na dwie kategorie: nadające się do zamieszkania i otwarte. Przez nieruchomość nadającą się do zamieszkania rozumiem miejsce pod kopułą, umożliwiające ludziom wygodne życie w stosunkowo konwencjonalnym otoczeniu, które dopuszcza poruszanie się w letnich ubraniach. Otwarte nieruchomości to przestrzenie rozciągające się na zewnątrz kopuł. Oczywiście, nieruchomości nadające się do zamieszkania są znacznie cenniejsze od nieruchomości otwartych. Niemniej oba rodzaje nieruchomości można będzie kupować i sprzedawać, a w miarę rozwoju transportu pomiędzy Ziemią a Marsem ich wartość będzie rosnąć.

Obecnie na Marsie występują jedynie otwarte przestrzenie. Choć jest ich niezmiernie dużo - 144 min km2 - można odnieść mylne wrażenie, że są one zupełnie nieprzydatne ze względu na niemożność ich wykorzystania. Tak nie jest. Wielkie połacie ziemi w stanie Kentucky kupowano i sprzedawano za duże sumy na sto lat przed przybyciem pierwszych koloni-

312 • CZAS MARSA

zatorów. Z punktu widzenia zabudowy i wykorzystania obszary szesnastowiecznej Ameryki, położone na zachód od łańcucha Appalachów, niewiele różniły się od Marsa. Te odległe ziemie miały wartość z dwóch względów. Po pierwsze, przynajmniej niektórzy słusznie sądzili, że w przyszłości grunty na zachodzie Ameryki zostaną zamieszkane i wykorzystane. Po drugie, istniały ramy prawne - w postaci praw własności ziemi, wydawanych przez koronę brytyjską - pozwalające na prywatną własność ziemi na zachód od Appalachów. W rzeczy samej, gdyby istniały odpowiednie ramy prawne, już dziś można by handlować marsjańskimi nieruchomościami. Mechanizm nie wymagałby wysyłania na Marsa patroli policji, wystarczyłyby zupełnie prawa patentowe lub prawa własności, rejestrowane przez liczące się państwo na Ziemi, na przykład przez USA. Gdyby Stany Zjednoczone sprzedały prawa do wykonywania działalności górniczej spółce, która z zadowalającą dokładnością zbadała i zmierzyła marsjański teren, to możliwy stałby się obrót prawami, opierający się na spekulacjach co do ich przyszłej wartości (służyłoby to prawdopodobnie do finansowania budowy i wysyłania automatycznych sond, badających powierzchnię Marsa pod kątem możliwości wydobycia). Co więcej, prawa własności byłyby respektowane na Ziemi i w całym Układzie Słonecznym, gdyż w przeciwnym wypadku amerykański urząd celny mógłby obłożyć cłami karnymi towary importowane wykonane, pośrednio lub bezpośrednio, z materiałów wydobytych z pogwałceniem prawa własności. Podobny mechanizm nie przesądzałby o amerykańskiej władzy nad Marsem w większym stopniu niż współcześnie, gdy o władzy amerykańskiego rządu nad światem idei świadczą działania amerykańskiego urzędu patentowego i ochrony praw autorskich, zmierzające do zamiany idei na własność intelektualną. W każdym razie konieczny będzie certyfikat -wydany przez USA, NATO, ONZ lub rząd marsjański - nadający bezwartościowym, pustym terenom charakter cennych nieruchomości.

Gdy się to już stanie, nawet nie zabudowane marsjańskie obszary staną się ważnym źródłem kapitału, potrzebnego do

KOLONIZACJA MARSA • 313

finansowania budowy pierwszych osad na Marsie. Przy średniej cenie 10 dolarów za akr, Mars byłby wart 358 miliardów dolarów. Gdyby powiodła się próba terraformowania Czerwonej Planety, można spodziewać się, że ceny otwartych przestrzeni na Marsie wzrosną stukrotnie (wartość planety wyniosłaby wtedy astronomiczną sumę 36 bilionów dolarów). Przyjmując, że koszt opracowania metody i przeprowadzenia terraformowania będzie znacznie niższy niż 36 bilionów dolarów, widzimy, że właściciele marsjańskich gruntów mogą mieć ważkie powody, by dążyć do przeobrażenia posiadanych ziem metodami inżynierii planetarnej.

Jasne jest, że nie wszystkie otwarte nieruchomości na Marsie będą mieć równą wartość. Znacznie cenniejsze będą tereny, na których występują źródła energii geotermicznej, wartościowe minerały, woda lub inne bogactwa naturalne, jak również tereny położone niedaleko baz marsjańskich zamieszkanych przez ludzi. Z tych powodów, podobnie jak w przypadku spekulantów na Ziemi, właściciele otwartych nieruchomości na Marsie będą wywierać presję, by dokładanie zbadać Czerwoną Planetę i przyczynić się do osadnictwa na posiadanych przez nich ziemiach.

Znacznie większą wartość będą miały nieruchomości nadające się do zamieszkania, przestrzenie osłonięte kopułami. Każda konstrukcja z kopułą o średnicy około 100 m, ważąca 80 ton, będzie ograniczać obszar równy akrowi lub dwóm. Przyjmując, że pod kopułą zmieszczą się mieszkania dla dwudziestu rodzin, z których każda będzie gotowa zapłacić po 50 tysięcy dolarów za pomieszczenia mieszkalne (w postaci działki o wymiarach 20 m x 20 m), wartość całej konstrukcji wyniesie milion dolarów. Dlatego szybka i masowa budowa konstrukcji mieszkalnych dla kolejnych fal emigrantów będzie prawdopodobnie jednym z najlepszych interesów na Marsie i sporym źródłem dochodu dla rozwijającej się kolonii.

W XXI wieku przyrost ludzkiej populacji doprowadzi do wzrostu wartości nieruchomości na Ziemi, przez co trudniej będzie ludziom posiadać domy. Z drugiej strony, trwający rozrost biurokracji spowoduje, że na Ziemi indywidualistom

314 • CZAS MARSA

i twórczym naturom coraz trudniej będzie znaleźć właściwy wyraz dla swej osobowości. Regulacje prawne, zmierzające do „ochrony" istniejącego stanu rzeczy, stają się coraz bardziej uciążliwe dla tych, którzy starają się ten stan zmienić. Ograniczenia wprowadzają bariery dla wszystkich ludzi i stanowią próbę narzucenia norm, które są dla wielu nie do przyjęcia. Gdy tarcia, co jest nieuniknione, przerodzą się w wojny i rewolucje, pojawią się przegrani. Spoglądając na mapę współczesnego świata, widzimy sporo małych narodów w Azji, Afryce, na Bliskim Wschodzie, w dawnym Związku Radzieckim i Europie, położonych koło większych państw, marzących o ich podbiciu. W wyniku wojen miliony uchodźców i emigrantów będą wolały podjąć wyzwanie życia na nowym pograniczu zamiast w niewoli. Być może Mars okaże się planetą otwartą dla uchodźców.

Analogie historyczne

Podstawowa analogia, którą pragnę naszkicować, to podobieństwo Marsa do Ameryki Północnej w czasach nowożytnych. Srebrny Glob, znajdujący się blisko ziemskiej metropolii, lecz mający nędzne zasoby naturalne, można porównać do Grenlandii. Inne interesujące miejsca, takie jak pas główny planetoid, mają dużo bogactw naturalnych, które można eksportować na Ziemię, lecz nie nadają się na siedziby rozwiniętego społeczeństwa kolonizatorów - można je więc porównać do Indii Zachodnich. Jedynie Mars dysponuje wszystkimi zasobami, potrzebnymi do stworzenia cywilizacji, może też być uznany za odpowiednie miejsce dla kolonizacji. Korzystne położenie Czerwonej Planety, podobnie jak w przeszłości położenie Ameryki Północnej w stosunku do Anglii i Indii Zachodnich, pozwoli wykonywać w imieniu Ziemi opłacalną eksploatację zasobów z pasa planetoid. Wbrew krótkowzrocznym kalkulacjom dziewiętnastowiecznych europejskich polityków i finansistów, rola Ameryki nie ograniczyła się jednak do bazy, wspierającej logistycznie import cukru i przypraw

KOLONIZACJA MARSA • 315

z Indii Zachodnich, bazy lądowego handlu futrami lub rynku zbytu dla wyprodukowanych towarów. Prawdziwa wartość Ameryki polega na tym, że rozwinęła się tam cywilizacja, łącząca wartości przywiezione przez emigrantów z warunkami obszaru pogranicza; połączenie to okazało się najsilniejszym jak dotąd na świecie motorem rozwoju społecznego i gospodarczego. Bogactwo Ameryki wzięło się stąd, że mogła wyżywić przybyłych i że przyciągała odpowiednich ludzi. Warunki pogranicza ukształtowały kulturę ludzi wierzących, że wszystko można osiągnąć - a na Marsie mechanizm ten będzie stokroć silniejszy.

Na Marsie panują znacznie surowsze warunki niż na naszej planecie. A przecież najtrudniejsze szkoły należą do najlepszych, pod warunkiem że da się je przeżyć. Marsjanie z pewnością przeżyją.

ZAAWANSOWANY TRANSPORT MIĘDZYPLANETARNY

O wyborze środka transportu przesądza cel podróży. Udostępnienie Nowego Świata spowodowało w Europie rewolucję w budowie okrętów. Podobnie ustanowienie marsjańskiej bazy doprowadzi do stworzenia nowych systemów napędu rakietowego, które sprawią, że kolonizacja Czerwonej Planety stanie się możliwa z ekonomicznego punktu widzenia. Nowe układy, które stwarzają znacznie większe możliwości od dotychczasowych, już od jakiegoś czasu znajdują się na deskach kreślarskich projektantów, oczekując na swoją szansę. Przyjrzyjmy się możliwościom przyszłości.

Przelotowe odrzutowe systemy napędowe

Wydajność transportu ładunków przez współczesne systemy rakietowe wynosi jedynie 2% analogicznej wydajności samolotów odrzutowych. Różnica ta jest konsekwencją prostego fak-

316 • CZAS MARSA

tu: rakiety wiozą ze sobą utleniacz, podczas gdy samoloty odrzutowe pobierają go wprost z powietrza. Ma to ogromny wpływ na wydajność pojazdów rakietowych, ponieważ utleniacz stanowi około 75% całkowitej masy materiału napędowego. Startujące rakiety lecą na orbitę przez warstwy atmosfery, będące oceanem utleniacza. Dlaczego nie starają się go wykorzystać?

Niestety, trudności natury technicznej oraz brak woli pokrzyżowały plany rozwoju ponaddźwiękowego napędu przelotowego. Współczesne pociski z odrzutowymi silnikami strumieniowymi mogą osiągnąć prędkość 5,5 Macha4, lecz powyżej tej wartości niemożliwe staje się spowolnienie do prędkości pod-dźwiękowej powietrza, które wlatuje do silnika, bez jego nadmiernego rozgrzania. Oznacza to, że spalanie wewnątrz silnika musi odbywać się przy hipersonicznej prędkości strumienia powietrza. Silnik taki jest przykładem nowej generacji silników, zwanych scranyet - odrzutowych silników przelotowych, które w porównaniu z tradycyjnymi silnikami odrzutowymi stanowią podobny postęp, jak silniki odrzutowe w stosunku do napędu śmigłowego. W ramach amerykańskiego programu badań nad samolotem aerokosmicznym (NASP) - jego realizację wstrzymano w 1993 roku z uwagi na rzekomy brak zastosowań - przeprowadzono wyczerpujące obliczenia komputerowe, które dowiodły, że przelotowy silnik odrzutowy działałby zgodnie z przewidywaniami. Inne rozwiązanie, mniej zaawansowane technicznie, lecz zachowujące sporo zalet silnika przelotowego, to rakieta wzbogacona o układ, który podczas lotu przez atmosferę częściowo wykorzystuje utleniacz z powietrza. Próbne wersje takich rakiet, mogące osiągnąć impuls właściwy ponad 1000 s, zademonstrowała w 1966 roku firma The Marąu-ardt Company. Niestety, kaprys rządowej biurokracji sprawił, że program skasowano, zanim pierwsza rakieta wystartowała.

Zastosowanie odrzutowych silników przelotowych czy rakiet wzbogaconych o układ wykorzystujący powietrze atmosfery cz-

4 Mach to jednostka prędkości, równa prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu; l Mach wynosi 340 m/s (przyp. red.).

KOLONIZACJA MARSA • 317

ne choćby podczas części lotu na orbitę, pozwoliłoby bardzo wydatnie zwiększyć masę wiezionego ładunku. Właśnie tego nam potrzeba, by wspomóc rozwijającą się kolonię na Marsie: taniego sposobu wynoszenia ładunków na orbitę i dalej. Opracowanie technologii taniego podróżowania w przestrzeni kosmicznej będzie odgrywać kluczową rolę podczas kolonizacji Czerwonej Planety.

Napęd elektryczny

Impuls właściwy, czyli-wyrażony w sekundach czas, przez jaki jeden kilogram materiału napędowego daje siłę ciągu l kG, stanowi fundamentalny miernik sprawności rakiety. Najlepsze systemy napędu chemicznego charakteryzują się Isp sięgającym 450 s, podczas gdy rakiety z termicznym napędem jądrowym mogą osiągać impuls równy około 900 s.

Istnieje jeszcze inna metoda osiągnięcia wysokiej wartości impulsu właściwego. Należy zjonizować gaz, czyli oderwać część elektronów od jąder atomowych, i przyspieszyć swobodne elektrony za pomocą przemiennych sił przyciągających i odpychających, wytwarzanych przez siatkę elektrostatyczną. Metoda ta nazywana jest elektrycznym napędem odrzutowym lub jonowym. Napęd elektryczny pozwala osiągnąć impuls właściwy wielu tysięcy sekund, nie powodując rozgrzania wyrzucanych gazów do bardzo wysokich temperatur. To nie teoria: napęd jonowy stosuje się obecnie na wielu satelitach do utrzymywania pozycji na właściwej orbicie. Aby uzyskać dużą siłę ciągu, konieczne są duże ilości energii elektrycznej. Statek kosmiczny o masie 120 ton potrzebuje mocy 5 megawatów (70 razy przewyższającej planowaną moc zasilającą międzynarodową stację kosmiczną), aby uzyskać siłę ciągu wynoszącą 280 N (niutonów) przy Isp równym 5000 s. Jeśli założymy, że statek dysponuje potrzebną energią elektryczną, okazuje się, że mógłby uzyskać różnicę prędkości AV wynoszącą 30 km/s, pozwalającą dotrzeć do Marsa z niskiej orbity okołoziemskiej po roku lotu z włączonym silnikiem. Podobny statek z elek-

318 • CZAS MARSA

trycznym napędem jądrowym (NEP) mógłby osiągnąć tak dużą różnicę prędkości przy stosunku mas wynoszącym zaledwie 1,82. Trajektorie wewnątrz Układu Słonecznego, po których mogą poruszać się statki o napędzie elektrycznym, wymagają wyższych wartości AV niż w przypadku napędu chemicznego (mniej więcej dwukrotnie), lecz mimo to są one korzystne, ponieważ Isp jest mniej więcej dziesięciokrotnie większy.

Elektryczne jonowe silniki rakietowe o mocy mierzonej w kilowatach już istnieją, a rozbudowanie ich do rozmiaru mega-watowego, pozwalającego zastosować napęd NEP w statkach kosmicznych, nie stanowi poważniejszego problemu. Prawdziwą trudność, wiążącą się z systemem napędu NEP, stanowi uzyskanie funduszy na badania nad wielomegawatowymi jądrowymi reaktorami kosmicznymi.

Słoneczne żaglowce

Należy stworzyć statki i żaglowce poruszane niebieską bryzą.

JohannesKepler(1609)

Prawie cztery wieki temu Johannes Kepler zauważył, że warkocz komety odwrócony jest zawsze od Słońca, niezależnie od kierunku, z którego kometa przybywa. Skłoniło to Keplera do wysunięcia przypuszczenia, że światło słoneczne wywiera na warkocz komety siłę odpychającą. Dopiero w 1901 roku udało się udowodnić, że istotnie tak jest.5

Skoro światło Słońca odpycha warkocz komety, dlaczego nie miałoby poruszać statków kosmicznych? Czy nie możemy po prostu umieścić ogromnych zwierciadeł (żagli słonecznych) na statku, by poruszał się dzięki sile wywieranej przez światło? Możemy tak zrobić, ale by uzyskać znaczną siłę napędową, potrzeba światła o ogromnym natężeniu. W okolicy Ziemi,

5 Potężny jonowy warkocz komety powstaje dzięki promieniowaniu korpusku-larnemu, czyli wiatrowi słonecznemu (patrz: następny podrozdział). Kepler miał jednak wspaniałą intuicję, gdyż światło słoneczne rzeczywiście kształtuje mniejsze (nie zawsze obecne) warkocze pyłowe (przyp. red.).

KOLONIZACJA MARSA • 319

w odległości l jednostki astronomicznej od Słońca, na żagiel słoneczny o powierzchni l km2 byłaby wywierana całkowita siła odpychająca od Słońca w wysokości około 10 N. Aby więc wykorzystać żagiel słoneczny w roli użytecznego systemu napędu rakietowego, musiałby on mieć wielką powierzchnię i być wykonany z bardzo cienkiego materiału. Powiedzmy, że dysponujemy żaglem słonecznym o powierzchni l km2 i grubości 10 mikrometrów (czyli 0,01 mm, co odpowiada jednej czwartej grubości plastikowej torby na śmieci). Żagiel ważyłby 10 ton i w ciągu mniej więcej roku rozwinąłby prędkość 32 km/s. Gdyby kosmiczny żaglowiec wiózł ładunek o masie 10 ton, przyspieszenie byłoby dwa razy mniejsze. Mimo to słoneczne żagle o grubości 10 mikronów można wykorzystać jako skuteczny system, wspomagający transport na trasie Ziemia--Mars. A gdyby udało się wytworzyć żagiel o grubości l mikrometra, naprawdę moglibyśmy pomknąć na słonecznych żaglowcach...

Dotychczas nie wykorzystywano napędu słonecznego do podróży kosmicznych. W latach siedemdziesiątych w ośrodku JPL w Pasadenie poczyniono jednak pewne przymiarki - przeprowadzono bardzo poważne badania przygotowawcze do wysłania sondy napędzanej ciśnieniem światła słonecznego w pobliże komety Halleya podczas jej przelotu w 1986 roku. Niestety, plan nie został zrealizowany, ponieważ Kongres USA odmówił przyznania na ten cel funduszy. Żagle słoneczne zostały zbudowane przez grupy amatorów, na przykład World Space Foundation (Światowa Fundacja Kosmiczna) Roberta Staehle'a i francuska Union pour la Promotion de la Propul-sion Photoniąue (Stowarzyszenie na Rzecz Rozwoju Napędu Słonecznego). W roku 1992, z okazji 500-lecia odkrycia Ameryki przez Kolumba, planowano urządzić regaty - wyścig słonecznych żaglówek na Księżyc -jednak jak dotąd uczestnikom nie udało się złapać okazji: startującej rakiety, która wyniosłaby ich pojazdy w przestrzeń kosmiczną.

Z wykorzystywaniem żaglowców słonecznych wiążą się pewne problemy natury technicznej: pakowanie, rozpakowywanie, bezpieczne rozwijanie i kontrola ogromnych struktur, wykona-

320 • CZAS MARSA

nych z bardzo cienkich materiałów. Trzeba jednak podkreślić, że główną barierą, przeszkadzającą w opracowaniu napędu słonecznego nie są problemy natury technicznej, lecz odmowa rządowych agencji badań kosmicznych finansowania badań nad tym obiecującym rozwiązaniem. Miejmy nadzieję, że Marsjanie spiszą się lepiej.

Żaglowce magnetyczne

Światło to nie jedyny silny powiew od strony Słońca. Istnieje także wiatr słoneczny.

Wiatr słoneczny to strumień plazmy, swobodnych elektronów i protonów, powstający na Słońcu i poruszający się we wszystkich kierunkach z prędkością 300-400 km/s (w okolicy Ziemi). Na Ziemi nigdy nie mamy do czynienia z wiatrem słonecznym, ponieważ chroni nas przed nim ziemska magne-tosfera.

Skoro ziemska magnetosfera nie przepuszcza wiatru słonecznego, na ziemskie pole magnetyczne musi być wywierana pewna siła. Co stoi na przeszkodzie, by wokół statku kosmicznego stworzyć sztuczną magnetosferę i wykorzystać to samo zjawisko do celów napędowych? Wpadłem na ten pomysł w 1988 roku wraz z Daną Andrews, pracującą w firmie Boeing jako inżynier. Moment był odpowiedni, gdyż w tym samym roku odkryto nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Są one niezbędne do skonstruowania użytecznych systemów napędu magnetycznego, ponieważ zwykłe, niskotemperaturowe nadprzewodniki wymagają zbyt dużego wyposażenia chłodzącego i mają zdecydowanie zbyt wysoki pobór mocy. Siła wywierana przez wiatr słoneczny na l km2 jest jeszcze niższa, niż wywierana przez światło słoneczne, jednak pole magnetyczne można rozciągnąć na dużo większy obszar przestrzeni. We współpracy z Daną uzyskaliśmy równania, opisujące oddziaływanie wiatru słonecznego z wytworzonym polem magnetycznym, rozciągającym się na dużym obszarze wokół statku, i na tej podstawie przeprowadziliśmy symulacje kom-

KOLONIZACJA MARSA • 321

puterowe. Z obliczeń wypływa następujący wniosek: gdyby dostępne były nadprzewodniki wysokotemperaturowe, przewodzące prąd elektryczny o identycznej gęstości, co najlepsze nadprzewodniki niskotemperaturowe (takie jak stop tytanu i niobu, NbTi) - około l min amperów na cm2 - to można by zbudować żaglowce magnetyczne o stosunku siły ciągu do masy 100 razy wyższym od żaglowca słonecznego z żaglem wykonanym z materiału grubości 10 mikrometrów.6 Co więcej, rozpostarcie żagla magnetycznego nie będzie sprawiać takich trudności, jak rozwinięcie żagla słonecznego. Żagiel magnetyczny nie byłby wykonany z bardzo cienkiej błonki, lecz z odpornego na uszkodzenia mechaniczne kabla, który po włączeniu prądu elektrycznego rozszerzałby się automatycznie pod działaniem sił magnetycznych i tworzył sztywną obręcz. Początkowe przepuszczenie prądu wymagałoby pewnej energii, lecz ponieważ nadprzewodniki przewodzą prąd bez oporu, raz włączony prąd krążyłby w kablach bez dalszych strat energii. Ponadto żagiel magnetyczny chroniłby całkowicie załogę statku przed promieniowaniem, pochodzącym z rozbłysków słonecznych.

Дата добавления: 2015-10-28