“W swoim projekcie zaproponowałem połączenie metalowego modułu NASA z konstrukcją pneumatyczną, która znacząco powiększyłaby powierzchnię mieszkalną. Wpłynęłoby to na wzrost komfortu życia mieszkańców stacji marsjańskiej. Lepsze samopoczucie rzutowałoby pozytywnie na wyniki pracy, a co za tym idzie – na powodzenie całej misji załogowej” – wyjaśnia naukowiec.
Baza Kozickiego składa się z metalowego modułu centralnego, trzech pneumatycznych kopuł rozstawionych dookoła niego oraz dwóch modułów dodatkowych, dołączonych z boku. Wszystkie elementy bazy połączono przejściami w formie elastycznych rękawów. Przez dwa lata mogłoby mieszkać w niej 8 osób.
Baza w całości musiałaby być przewieziona z Ziemi na Marsa. Moduł centralny ma takie wymiary (cylinder o średnicy 8m i wysokości 8m), że mieści się w ładowni amerykańskiej rakiety wynoszącej. Kopuły zostały zaprojektowane tak, że w formie złożonej mieszczą się wewnątrz modułu centralnego Po przybyciu na Marsa kopuły mają być napompowane sztuczną atmosferą. W ten sposób powierzchnia mieszkalna wzrośnie do 1000 m2.
“Konstrukcję pneumatyczną bazy, można porównać do balonu z super wytrzymałych materiałów. Powłoki kopuł będą zrobione m. in. z poliimidu (PI) i kevlaru. Folia z PI doskonale uszczelni bazę, a kevlar będzie chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi. Kevlar stosowany jest na Ziemi m. in. do produkcji kamizelek kuloodpornych. Jako materiały izolacyjne zaproponowałem aerożel i demron – znane w przemyśle kosmicznym” – opisuje Kozicki.
Wytrzymałość materiałów jest bardzo ważna ze względu na panujące na Marsie warunki. “Głównym problemem na tej planecie jest ciśnienie – wynosi ono, w zależności od warunków, średnio 6 hPA, a więc jest dużo mniejsze niż na Ziemi. Mimo że wewnątrz stacji marsjańskiej nie musiałoby panować ciśnienie ziemskie, wystarczyłoby 1/3 atmosfery, to i tak różnica ciśnień między wnętrzem a środowiskiem zewnętrznym byłaby bardzo duża. Dlatego konstrukcja pneumatyczna musi być bardzo wytrzymała” – tłumaczy autor projektu bazy.
Przypomina przy tym, że średnia temperatura na Marsie to minus 60 stopni Celsjusza, ale dobowe wahania mogą dochodzić nawet do 70 stopni. Jednak ciśnienie jest bardzo niskie, więc istnieje również obawa, że baza będzie za bardzo nagrzewana przez promienie słoneczne. Ważna jest więc izolacja termiczna. A da się ją osiągnąć dzięki zastosowaniu w aerożelu.
“Atmosfera marsjańska składa się w 95 proc. z dwutlenku węgla” – mówi Kozicki. Dlatego powłoki bazy muszą być wyjątkowo szczelne. “Żeby zapewnić mieszkańcom bazy jak największe bezpieczeństwo, musimy mieć redundantny system zabezpieczeń na wypadek rozszczelnienia” – wyjaśnia.
A skąd brać tlen dla mieszkańców bazy? “Będziemy polegać na chlorelli. To gatunek glona, który, co jest już sprawdzone, wytwarza bardzo dużo tlenu. W kopule agrokultury byłyby specjale baseny z chlorellą o objętości kilku metrów sześciennych” – odpowiada Kozicki.
Według badacza, pożywienie również mogłoby być częściowo wytwarzane na miejscu. W habitacie Polaka znalazło się miejsce na uprawy roślin: zboża, owoców i warzyw. Potrzebne będą również trzmiele do zapylania kwiatów, bo są one spokojniejsze od pszczół i już teraz są prowadzone na nich badania w kosmosie. Z tak uzyskanych plonów nie można byłoby wyżywić całej załogi, dlatego jadłospis musiałby być uzupełniony o konserwy i suszone potrawy przywiezione z Ziemi.
Na Marsie panują inne warunki grawitacyjne – przyciąganie jest trzy razy słabsze niż na Ziemi. Wpływa to na sposób projektowania architektonicznego, np. inaczej powinny być zbudowane schody. W zmniejszonej grawitacji człowiek nie wykorzystuje w pełni swoich mięśni, dlatego stopniowo zanikają. W bazie musi być zatem sala gimnastyczna dla załogi, żeby poprzez ćwiczenia można było zapobiegać zmianom w układzie mięśniowym.
Przy projektowaniu bazy Kozicki brał też pod uwagę wyniki badań na temat psychologii człowieka, który musi przebywać w odosobnieniu. Przebywanie w nieprawidłowo zorganizowanej przestrzeni mogłoby doprowadzić do szaleństwa. Badania nad zachowaniami człowieka w ekstremalnych warunkach przeprowadzano m. in. na stacjach podwodnych i polarnych.
Teraz analogi bazy marsjańskiej testuje się na wyspie Devon oraz na pustyni w stanie Utah. Kilkuosobowe załogi przebywają w takim habitacie kilka tygodni. Wolontariusze naukowcy i inżynierowie przeprowadzają symulacje zadań, jakie będzie się przeprowadzać w przyszłości na Marsie. Badania dotyczą także zachowań ludzi w habitacie, ergonomii pomieszczeń, sposobu korzystania z powierzchni użytkowej. Niedawno ruszył nowy eksperyment dotyczący załogowej misji na Marsa. Nosi on nazwę Mars 500 i polega na przeprowadzeniu symulowanego lotu na Marsa trwającego 500 dni.
Jak mówi Kozicki, realizacja budowy bazy marsjańskiej w warunkach ziemskich spotkała się z dużym zainteresowaniem stowarzyszenia Mars Society Polska, które planuje budowę habitatu pod Toruniem.
W lipcu naukowiec zaprezentował swój projekt w czasie konferencji kosmicznej COSPAR i – jak zapewnia – wzbudził zainteresowanie wśród przedstawicieli agencji kosmicznych.
Bazę można obejrzeć w interenecie tutaj.
Janek Kozicki oprócz projektu bazy na Marsie jest jednym z autorów programu YADE, który służy do wykonywania symulacji z zastosowaniem modeli dyskretnych. Program ten zdobył międzynarodowe uznanie i stosowany jest na wielu uniwersytetach na świecie. Dr Kozicki używać będzie programu do symulacji rozkruszania skał podczas wydobywania gazu łupkowego z podziemnych pokładów.
Autor: Źródło: PAP Nauka w Polsce