Пред воопшто да можеме да зборуваме за преобликување на Марс, треба да се решат многу поосновни проблеми: како безбедно да се слета таму, како да се одржуваат луѓето во живот, како да се произведува кислород и вода, како да се изгради засолниште од зрачењето и како базните станици да се одржуваат со месеци или со години во отсуство на брза помош од Земјата. Тераформирањето, ако некогаш и стане можно, не започнува со промена на целата атмосфера, туку со низа скапи, прецизни и мошне специфични чекори на површината.

Оттаму првите чекори не водат кон отворен марсовски пејзаж каде луѓето можат слободно да одат. Тие водат кон затворени базни станици, роботски системи, локално производство на кислород, употреба на мраз, заштита од зрачење и изградба со материјали веќе присутни на планетата. Пристапот на НАСА ‘од Месечината до Марс’ (Moon to Mars) го следи токму тој редослед: Месечината како тест-полигон за продолжени престоj вон Земјата, тестирање на опрема и подготовка за многу потешки мисии кон Марс. SpaceX оди чекор понатаму и зборува за самоодржлив град на Марс, но дури и таквата визија најнапред побарува транспорт, енергија, индустрија, вода, кислород и системи што можат да ги одржуваат луѓето во живот.

Преобликувањето на марсовската околина би можело да се случи само потоа, ако воопшто и се покаже како изводливо. Марс најнапред мора да стане место каде машините можат да работат безбедно, каде базните станици можат да преживеат и луѓето можат да живеат доволно долго за да секоја нова мисија да не биде во целост зависна од Земјата.

1. Прво мора да ја совладаме Месечината како работен простор

Патот кон Марс не започнува на Марс.

Започнува на Месечината, бидејќи Месечината е доволно блиску за на неа да се тестираат технологиите што ќе бидат потребни за Марс во многу потешки услови. Нема воздух за дишење, нема густа атмосфера, нема едноставна логистика и нема природна заштита каква што имаме на Земјата. Сè што му е потребно на екипажот за продолжен престој мора да се донесе, произведе, поправи или да се рециклира.

Архитектурата „од Месечина до Марс“ на НАСА (Moon to Mars Architecturе) е замислена како развојна рамка, а не како еден лет или мисија. Во оваа архитектура, елементите за Месечината и Марс се развиваат постепено, од враќање на човекот на Месечината кон посложени операции и подоцнежни човечки мисии на Марс. Во 2026-та година НАСА опиша четири главни сегмента од овој пристап: Human Lunar Return (Враќање на човекот на Месечината), Foundational Exploration (Основно истражување), Sustained Lunar Evolution (Одржлива еволуција на Месечината) и Humans to Mars (Луѓе на Марс). Ова покажува дека Марс не се гледа како изолиран скок, туку како продолжение на систем што прво мора да се докаже поблиску до Земјата.

Во оваа приказна Месечината не е споредна станица. Таа е место каде треба да се тестираат енергијата, комуникациите, роботиката, површинската мобилност, модулите за живеење, заштитата од зрачење и употребата на локални материјали. Без ваква ука, секоја приказна за луѓе на Марс останува премногу зависна од претпоставката дека сè ќе знаеме дури откако ќе стигнеме таму.

2. Мора да научиме слетување со голем товар

Ровер на Марс е една работа. Базна станица за луѓе, резервоари, енергетски системи, машини за производство на кислород, опрема за вадење мраз и заштитни елементи се нешто сосема друго. Вистинското човечко присуство на Марс има потреба за многу поголем товар од роботските мисии што досега слетале на планетата.

Ова е една од причините зошто вселенскиот брод Старшип на СпејсЕкс постојано се појавува во дискусиите за Марс. СпејсЕкс го претставува како клучен транспортен систем за идните мисии и за долгорочно населување на Марс. На својата страница за Марс, компанијата пишува дека самоодржлив град на Црвената планета би имал потреба од транспорт за повеќе од милион луѓе и милиони тони товар. Ова тврдење ја покажува големината на амбицијата, но и големината на проблемот. Марс не е само неколку летови. Тој има потреба од систем што може редовно да превезува големи маси товар низ меѓупланетарниот простор.

Слетувањето на големи товари на Марс е еден од најтешките технички предизвици за идните мисии. Атмосферата на Марс создава доволно триење за загревање на вселенското летало при влегување, но е премногу тенка за сама по себе ефикасно да ги забави тешките системи потребни за човечка базна станица. Оттаму не е доволно само да се стигне до Марс. Мора да се развијат системи што ќе го издржат влегувањето во атмосферата, безбедно ќе ја намалат брзината, ќе го контролираат спуштањето и ќе слетуваат големи товари прецизна на избраното место.

Без тоа, нема станици, нема големи машини и нема индустрија на Марс. Тераформирањето, дури и како мошне далечна можност, не започнува со атмосферата. Започнува со безбедно слетување.

3. Роботите мора да пристигнат пред луѓето

Првите сериозни зафати на Марс нема да започнат со пристигнувањето на астронаутите. Пред тоа, Марс мора мошне детално да се фотографира, измери и разбере уште од орбита. На ова се работи со децении. Орбиталните мисии, како Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey, ја снимаат површината, ги следат прашината и атмосферата, бараат траги од мраз и помагаат во проценката на потенцијални локации за идните мисии. НАСА веќе ги користеше орбиталните податоци за разгледување на десетици можни „истражувачки зони“ за идните човечки мисии, при што разгледуваат безбедноста на слетувањето, достапноста на ресурсите и научната вредност на подрачјето.

Роботските системи би пристигнале на површината откако ќе се напрви избор. Нивна задача не би била по случаен избор да бараат места каде луѓето би можеле да живеат, туку да ги подготват веќе избраните подрачја: да се испита одблизу теренот, да се измерат локалните услови, да се постави опрема, да помогнат во експлоатација на мразот доколку го има во достапна форма, да се подготват површините за побезбедни слетувања и да се започне со изградба на основната инфраструктура.

Слетувањето на Марс останува еден од најтешките делови од секоја таква мисија. Атмосферата е доволно густа за леталото силно да се загрее при влезот, но премногу тенка за самостојно и безбедно да ги успори големите товари. Затоа за идните човечки мисии ќе бидат потребни многу помоќни и попрецизни системи за влез, спуштање и слетување од оние што досега ги носеа роверите присутни на површината.  

На Марс, роботите не ќе можат да се контролираат како машини на градилиште на Земјата. Во зависност од положбата на планетата сигналот помеѓу Земјата и Марс патува од неколку минути до повеќе од дваесет минути, само во еден правец. Затоа површинските роботи ќе мора да работат со висок степен на автономија: да гии препознаваат  пречките, да извршуваат задачи без постојани инструкции, да ја штитат опремата од дефекти и да се прилагодуваат на правот, студот и променливите услови на тлото.

Оттаму роботиката не е додаток на планот за Марс. Таа е предуслов. Без детално мапирање од орбитата, попрецизни слетувања и автономни системи на површината, луѓето на Марс би останале краткорочни посетители, а не екипажи способни за изградба и одржување на првите базни станици.

4. Изградбата на површината мора да започне со локални материјали

Секој килограм испратен од Земјата ги зголемува трошоците, ризикот и сложеноста на мисијата. Идната станица на Марс ќе има потреба од заштитни ѕидови, уредени слетилишта, контејнери, основна инфраструктура и штитови од зрачење. На долги патеки нереално е постојано сето ова да се испорачува со ракети. Дел од конструкцијата ќе мора да се изработува од материјали што веќе се наоѓаат на Марс.

Тука од особена важност е реголитот, слојот од прашина, песок и кршен камен што ја покрива површината на планетата. Идејата не е веднаш од марсовска почва да се градат сложени модули за живеење. Првата цел би била поедноставна: употреба на локалниот материјал за масивните, робусни, материјално интензивни инфраструктурни делови, какви што се заштитните насипи, ѕидовите, платформите за слетување и засолништата околу станиците. Затоа НАСА и нејзините партнери истражуваат технологии за 3Д печатење и изградба со материјали што го имитираат лунарниот и марсовскиот реголит. Ваквите системи за сега се развиваат и тестираат на Земјата. Сè уште не постои оперативна технологија што би слетала на Марс за таму сигурно да изгради големи конструкции од локални материјали. Но, насоката е јасна: ако човечките пунктови надвор од Земјата треба да растат, тие не можат да се потпираат само на она што ќе пристигнува со ракета. Ќе мора да го користат материјалот што веќе ги опкружува.

5. Кислородот мора да се произведува на Марс

Кислородот е еден од основните ресурси за секое долгорочно присуство на човекот на Марс. Без него, нема дишење, нема безбедни станици и нема поголема независност од Земјата. Проблемот е во тоа што Марс нема воздух што луѓето можат да го дишат. Неговата атмосфера е многу ретка и таа воглавно се состои од јаглерод диоксид.

Затоа MOXIE, мал уред инсталиран во роверот Perseverance, беше важен технолошки експеримент. Негова задача не беше да го снабди идниот пункт со кислород, туку да провери дали кислород воопшто може да се произведува од атмосферата на Марс, на самата планета. Со други зборови, MOXIE не беше систем за живот, туку прв мал тест на идејата дека Марс не мора да биде само место каде сè се испраќа од Земјата.

Принципот се покажа изводлив. Од слетувањето на Perseverance во 2021 година до крајот на експериментот MOXIE произведе вкупно 122 грама кислород. Во најдобарите моменти произведуваше 12 грама кислород на час, со чистота од најмалку 98 проценти. Ова се мали количини, далеку под потребите на една човечка база, но експериментот покажа нешто особено важно, дека корисен ресурс може да се добие од локалната атмосфера.

Следниот предизвик не е повторување на MOXIE во иста форма, туку разввој на многу поголем и посигурен систем што може да работи долго време, без постојана човечка интервенција и во реални марсовски услови. За првите базни станици ова може да биде клучно. Колку повеќе кислород, вода и други основни ресурси можат да се произведат на Марс, толку идните мисии помалку ќе зависат од секоја пратка од Земјата.

6. Водата треба да се пронајде, ископа и стави во затворен циклус

Марс има вода, но не во форма што би била лесно достапна за идните екипи. На површината нема реки, езера или извори на кои би можела да се изгради станица. Најважните резерви се наоѓаат во вид на мраз, првенствено во поларните региони и под површината. Течна вода не може да преживее долго на отворената површина бидејќи притисокот и температурата се прениски за стабилни услови.

За човечка станица, водата не е само прашање на пиење. Таа е потребна за хигиена, приготвување на храна, одгледување растенија, хемиски процеси и производство на кислород. Затоа, идните места за слетилишта и за станици нема да се избираат само врз основа на тоа каде теренот е рамен или научно интересен. Пристапот до мраз што може да се достигне, извлече и преработи, исто така, ќе биде важен критериум.

Но, пронаѓањето мраз е само прв дел од проблемот. Мразот треба да се извлече од почвата, да се загрее, прочисти, складира и да се вгради во систем којшто губи колку што е можно помалку вода. На Марс, водата би морала да циркулира низ затворен систем, од пиење и хигиена до производство на храна и технички процеси. Секоја загуба ја зголемува зависноста од нови пратки од Земјата, а секој повторно користен литар ја намалува масата што идните мисии мора да ја носат.

Затоа водата е една од основите на секоја сериозна дискусија за човечко присуство на Марс. Пред воопшто да се зборува за езера, реки или поголеми промени во животната средина, мора да се докаже една многу поскромна цел: дека една мала станица може да вода, да ја користи и да ја задржи во системот доволно долго за животот на Марс да не зависи од постојаните пратки од Земјата.

7. Првите станици мора да бидат заштитени од околината

Марс е ладен, сув и има мошне ретка атмосфера. Неговата површина е изложена на зрачење, големи температурни разлики и фина прашина, а планетата денес нема глобално магнетно поле што ќе ја заштити како Земјата. Затоа првите базни станици веројатно нема да наликуваат на проѕирните куполи од популарните илустрации. Многу поверојатно е дека тие ќе бидат херметички затворени модули, делумно покриени со реголит или сместени под површината.  

Природните шуплини, особено лава-тунелите, често се спомнуваат како можни засолништа. Ваквите места би можеле да ја намалат изложеноста на космичко зрачење, сончеви честички, микрометеорити и нагли температурни промени. Но, лава-тунелот не е готова базна станица. Треба да се пронајде, фотографира, да се провери стабилноста и да се прилагоди за живеење на луѓе. Во него нема воздух за дишење, светлина, рамна површина или инфраструктура.

Затоа, заштитата ќе биде еден од првите услови за подолг престој на Марс. Без неа посадите би можеле да работат надвор само за кратки периоди, со постојано ограничување поради зрачење, студ и прашина. Со подобро засолниште, се отвора можноста за подолга работа, побезбедни поправки, складирање на опрема и постепено проширување на базната станица. Тераформирањето често се замислува како промена на атмосферата на целата планета. Но, за првите луѓе на Марс, атмосферата нема да биде штит. Штитот ќе биде ѕид, слој од реголит, пресуризиран модул, сигурен притисок и машини што го одржуваат животот.

8. Создавање на затворена марсовска економија на ресурси

Базната станица на Марс нема да биде само место за спиење и засолниште од надворешните услови. Таа би морала да функционира како мал, затворен систем за одржување на животот. Воздухот, водата, храната, електричната енергија, греењето, комуникациите, медицинската нега, поправките, резервните делови и управувањето со отпад нема да се само придружни детали за мисијата. Тие би биле услов за преживување.

Колку повеќе од овие работи мора да пристигнуваат од Земјата, толку станицата е поранлива. Секој дефект, секоја одложено испраќање и секој потрошен ресурс на Марс тежат повеќе отколку во Земјината орбита или на површината на Месечината. Затоа првите долгорочни мисии мора да покажат дека екипажот може да живее во систем којшто колку што е можно повеќе рециклира, повторно се користи и се поправа на лице место.

Програмата CHAPEA на НАСА е токму таков тест. Како дел од програмата, екипажи престојуваат во Марс Дина Алфа, 3D печатено живеалиште  во Вселенскиот центар Џонсон, каде што со месеци се тестира живeeње во ограничен простор. Целта не е целосно да се „имитира Марс“, туку да се проучат проблемите што неизбежно ќе се појават при долга мисија: доцнење во комуникациите, ограничени залихи, дефекти на опремата, одржување на живеалиштата, роботски задачи, одгледување храна и секојдневна работа на мал екипаж без директна надворешна помош.

Овие делови од вселенската програма не се спектакуларни, но ќе одлучуваат при вистинските мисии. Патувањето до Марс нема да зависи само од ракетата што може да стигне до планетата или од вселенско летало што може безбедно да слета. Тоа исто така, ќе зависи и од тоа колку вода може да се врати во системот, колку храна може да се произведе, колку брзо екипажот може да поправи дефект и колку долго базната станица може да работи без постојана помош од Земјата.

Ако некогаш се случи сериозно да се разговара за преобликување на Марс, тој разговор нема да започне со самата планета, туку со базните станици што можат да функционираат со години. Ќе започне со локално производство на основните ресурси, со доверливи енергетски системи, затворени животни циклуси и индустрија од мал обем што ќе може да ја намали зависноста од Земјата. Без ова, нема основа за каква било интервенција на планетарно ниво

9. Пред загревање на планетата треба да се разбере зошто Марс станал ваков

Марс отсекогаш не изгледал како што изгледа денес. На неговата површина останале траги од некогашни реки, делти и езера, а минералите во карпите покажуваат дека водата некогаш играла мошне поважна улога одошто денес. Но, со текот на геолошкото време, планетата изгубила голем дел од својата атмосфера. Како што атмосферата станувала сѐ потенка, така притисокот на површината паѓал и станувало сè потешко течната вода да преживее на отворено.

MAVEN, мисијата на НАСА за проучување на горната атмосфера на Марс, покажа дека сончевиот ветер и понатаму продолжува да го одзема гасот од горните слоеви на атмосферата. Марс денес нема глобално магнетно поле како Земјата, па затоа неговата атмосфера е повеќе изложена на честички од Сонцето. Ова не значи дека Марс ја изгубил својата атмосфера преку ноќ, туку дека во текот на многу долги временски периоди планетата постепено се оддалечила од условите во кои течната вода можела да биде постабилна на површината.

Оваа историја е важна за секоја дискусија за тераформирање. Доколку луѓето еден ден се обидат да создадат погуста марсовска атмосфера, ќе треба да разберат не само како да ја создадат, туку и како да ја одржуваат. Марс природно не ги зачувува таквите услови на начин како што тоа го прави Земјата. Значи, тераформирањето не би било едноставно „додавање воздух“, туку обид за долготрајно управување со планетарната средина.

Во тој момент, дебатата престанува да се однесува на ракети и базни станици, туку се претвора во праѓање за климата на целата планета. Треба да разбереме колку гас може да се ослободи, колку долго тој би останал во атмосферата, колку енергија би требало да се вложи и како би се менувала марсовската средина во тејот на децении, векови или подолго.

Затоа, Марс е и лабораторија и предупредување. Тој покажува како една планета може да изгуби дел од условите што некогаш ја правеле поповолна за вода. Пред да може сериозно да се зборува за негова промена, мора да разбереме како тој се претворил во студениот, сув и редок свет што го истражуваме денес.

10. Тераформирањето доаѓа на крај

Кога станува збор за тераформирање на Марс, вообичаено најпопуларното сценарио започнува со јаглерод диоксид. Атмосферата на Марс во најголем дел веќе се состои од CO₂, а дополнителни количини заклучени се во поларните региони, почвата и во минералите. Доколку може да се ослободи доволно од овој гас, атмосферата би станала погуста, ефектот на стаклена градина би се засилил, а површината би станала потопла. Во такви услови, течната вода би имала поголеми шанси да преживее подолго на површината.

Проблем е што денешните податоци не одат во прилог на едноставната верзија на оваа идеја. Во еден труд од 2018 година, планетарните научници Брус Џакоски (Bruce Jakosky) и Кристофер Едвардс (Christopher Edwards) заклучуваат дека Марс нема доволно лесно достапен јаглерод диоксид што би послужил за тераформирање со денешната технологија. Со други зборови, планетата не може едноставно да се загрее за CO₂ да се „ослободи“од поларните региони, почвата и од минералите.

Поновите идеи покажуваат дека дебатата не е завршена. Во еден труд објавен во 2024 година во списанието Science Advances се разгледува можноста за загревање на Марс со помош на специјално обликувани ситни честички направени од материјали што веќе се присутни во марсовската прашина, какви што се железото и алуминиумот. Според тој модел, континуираното ослободување на такви честички би можело да ја подигне температурата на Марс за околу 28 °C.

Тоа е интересен предлог, но не е сигурен пат до втора Земја. Таквото загревање не би создало воздух за дишење, не би го решило нискиот притисок, не би го елиминирало зрачењето и не би создало почва во која билките би можеле да растат без строго контролирани услови. Марс можеби би бил потопол, но сепак би останал несоодветен за незаштитениот човечки живот.

Затоа дискусијата за тераформирање мора да настапи по преземање на многу поедноставни чекори: Месечината како тест-полигон, големи товари, роботска подготовка на површината, градба од реголит, локално производство на кислород, употреба на мраз, заштита од зрачење, затворени станици и разбирање на климата на Марс. Само тогаш може сериозно да се размисли за промена на целата планета. Тераформирањето на Марс, ако некогаш стане можно, нема да започне со една голема операција што ќе го промени небото над Црвената планета. Ќе започне многу поскромно: со безбедно слетување, роботи што ја подготвуваат површината, системи што произведуваат кислород и складираат вода, базни станици заштитени со реголит и луѓе кои штотуку учат како доволно долго да останат на Марс за тој да престане да биде само дестинација и да стане место за работа.

Иван Петричевиќ e основач на порталот Kozmos.hr и новинар специјализиран за теми од науката, историјата и технологијата