Krótki przegląd marsjańskich habitatów-odpowiedników

Niedawno opowiadaliśmy sobie o eksperymentach mających na celu zbadać wpływ długotrwałej izolacji na ludzką psychikę. Owe eksperymenty przeprowadzane były w związku z planami na podbój kosmosu, a konkretnie – Marsa, i dlatego ich uczestnicy zamykani byli w specjalnych habitatach mających na celu symulować warunki panujące na Czerwonej Planecie.

Mars-500 i HI-SEAS należą do tak zwanych marsjańskich habitatów-odpowiedników (Mars analog habitat). Nie są jednak pierwszymi tego typu jednostkami – tak naprawdę na świecie znajduje się wiele różnych habitatów-odpowiedników. Przydałoby się powiedzieć coś na temat pozostałych, zwłaszcza że znajdują się one w różnych ciekawych miejscach. Pewne lokacje na Ziemi z powodzeniem symulują wiele specyficznych elementów marsjańskiej geologii czy atmosfery, dlatego właśnie wybrano je na habitaty.

Opiszę pokrótce większość z nich i wstawię linki do publikacji lub oficjalnych stron im poświęconych.

BIOS-3

Pierwszy w historii marsjański habitat-odpowiednik stanął w Krasnojarsku, w ZSRR. Zbudowany w 1972 roku, BIOS-3 był podziemną strukturą mającą na celu utworzenie zamkniętego ekosystem zdolnego utrzymać przy życiu ludzi. Habitat znajdował się na terenie Instytutu Biofizyki, zajmował 315 metrów kwadratowych i mogło w nim mieszkać najwyżej troje ludzi. Składał się z czterech przedziałów: trzech kabin mieszkalnych, świetlicy, łaźni i pokoju kontrolnego. Pierwotnie BIOS-3 posiadał również małą plantację alg oraz sekcje do uprawiania pszenicy i warzyw. Te z kolei nie tylko stanowiły żywność dla uczestników eksperymentu, lecz także produkowało tlen. Później usunięto algi i zamieniono je na kolejną sekcję uprawną. Kwestia światła słonecznego została rozwiązana poprzez ksenonowe lampy łukowe dostarczające codziennie 20 kilowatów sztucznego światła, a sama jednostka zużywała 400 kilowatów elektrycznych dostarczanych jej przez pobliską hydroelektrownię. Głównym źródłem tlenu były algi z gatunku chlorella, które absorbowały dwutlenek węgla wydzielany przez ludzi. W ten sposób tlen był „poddawany recyklingowi”, ale trzeba było go również poddawać oczyszczeniu poprzez podgrzanie go do 600 stopni Celsjusza. „Recyklingowi” poddawana była również woda.

Przed BIOS-3 były jeszcze dwa inne projekty – BIOS-1 i BIOS-2. Pomysł z wykorzystaniem chlorelli pochodził od Jewegena Szepelewa, który jako pierwszy w historii spędziły 24 godziny w zamkniętym ekosystemie BIOS-1 i używał alg chlorelli do oczyszczania powietrza i wody. Szepelew wyliczył ile alg potrzeba, aby zapewnić tlen jednej osobie. Eksperyment Szepelewa był potem wykorzystywany w BIOS-2, ale dopiero przy BIOS-3 osiągnął większą skalę, umożliwiającą pomieszczeni więcej niż jednej osoby. Po ukończeniu budowy w 1972 trzej uczestnicy spędzili w jednostce 180 dni. Później przeprowadzono jeszcze dziewięć kolejnych eksperymentów, dopóki BIOS-3 nie został zamknięty w 1984 roku.

W 1991 roku BIOS-3 zostało włączone do Międzynarodowego Centrum Zamkniętych Ekosystemów, które powstało jako poddział Instytutu Biofizyki Rosyjskiej Akademii Nauk. Badania nad uprawą roślin i przetwarzaniem odpadów w zamkniętych ekosystemach zostały wznowione w 2005 roku we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną.

FMARS

Pierwszym oficjalnym habitatem-odpowiednikiem było Flashline Mars Arctic Research Station, osadzone na arktycznej wyspie Devon blisko Kanady. Pomysł na stworzenie takiej jednostki został zaproponowany przez Pascala Lee w 1998 roku i był to pierwszy projekt nowopowstałego Mars Society. Projektantami habitatu byli Kurt Micheels i Wayne Cassalls, którzy współpracowali z aktywistą na rzecz eksploracji Marsa, Robertem Zubrinem, oraz licznymi wolontariuszami z Mars Society. W 1999 roku Micheels i Zubrin zaczęli szukać na wyspie Devon odpowiedniego miejsca na postawienie habitatu. Pracę nad jego budową trwały od stycznia do czerwca 2000 roku.

Od otwarcia jednostki w 2001 roku stacjonowało tam dwanaście załóg, w skład których wchodziło zwykle 6-7 osób. Większość misji trwała mniej niż miesiąc, aczkolwiek jedenasta załoga z 2007 roku przebywała na stacji 100 dni.

Głównym celem FMARS jest przygotowanie ludzi do eksploracji kosmosu, bycie ważną jednostką badawczą oraz szerzenie publicznego wsparcia dla podboju Marsa. Załogi przeprowadzają badania składu wody, w prototypowych skafandrach kosmicznych montują sensory sejsmiczne wokół pobliskiego krateru Haughtona i sprawdzają jak owe sensory reagują na małe trzęsienia ziemi wywoływane przez młot pneumatyczny, aby w ten sposób utworzyć trójwymiarową mapę podpowierzchniową.

Na FMARS przeprowadzano też pierwsze eksperymenty nad tym jak izolacja, konflikty osobowościowe i dieta wpływają na załogi, które stacjonowałyby na powierzchni Marsa. Badano również wpływ ograniczeń komunikacyjnych. Ostatnia misja miała miejsce w 2017 roku.

MDRS

Mars Desert Research Station było drugim habitatem-odpowiednikiem wybudowanym przez Mars Society. MDRS osadzone jest w San Rafael Swell w stanie Utah. San Rafael Swell zostało wybrane ze względu na swoją powierzchnię podobną do marsjańskiej, a także podobne do Czerwonej Planety temperatury. Od grudnia 2001 roku aż do maja 2018 roku łącznie osiemnaście załóg (po sześć osób każda) brało udział w misjach w MDRS. W skład MDRS wchodzą: dwupiętrowy habitat, szklarnia, słoneczne obserwatorium, obserwatorium robotyczne, kapsuła inżynieryjna oraz budynek naukowy. Załoga przemieszczała się pomiędzy budynkami za pomocą tuneli.

Uczestnicy skupiają się na symulowaniu wypadów na zewnątrz i badań powierzchni Marsa. Podczas przebywania poza habitatem, załoga musi ubierać się w strój ochronny podobny do tego, który nosiłaby podczas wyjść na powierzchnię Marsa – składają się na nią hełm, kombinezon, buty, plecak z zapasem tlenu, woda i krótkofalówka do komunikacji radiowej, osadzona na hełmie. Aby zachować procedury bezpieczeństwa zawsze jeden z uczestników nadzorował sytuację z habitatu. Próbki organizmów zdobyte podczas ekspedycji MDRS pomagają w badaniach nad fauną i florą, która funkcjonuje świetnie w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Załogom udało się wypracować technikę wykrywania metanu w pustynnej glebie, co w przypadku podróży na Marsa oznaczałoby możliwość wykrycia ewentualnych śladów życia.

Mars-500 i HI-SEAS

O rosyjskim Mars-500 oraz międzynarodowym HI-SEAS mówiłam już wcześniej w artykule poświęconym eksperymentom z izolacją. Niewątpliwie oba habitaty umożliwiły zdobycie licznych danych na temat wpływu długotrwałej izolacji na psychikę, fizjologię i stosunki międzyludzkie.

Muszę jednak sprostować pewną informację, którą podałam w tamtym artykule: Napisałam, że ostatnią misją HI-SEAS była ta z lutego 2018 roku, tymczasem w styczniu 2020 rozpoczęła się pierwsza misja, w której załoga składa się z samych kobiet. Zobaczymy, co z tego wyniknie.

Wszystkie dotychczasowe habitaty-odpowiedniki, choć nie odpowiadały warunkom życia na Marsie kropka w kropkę, wzbogaciły wiedzę na temat potencjalnych wyzwań załogowych misji marsjańskich, toteż Mars Society ma w planach zbudowanie kolejnych habitatów. Niektóre z tych planów sięgają jeszcze czasów, kiedy budowane było FMARS, ale z różnych powodów jeszcze nie wyszły poza sferę projektów.

Euro-MARS

European Mars Analog Research Station miała być trzecim z kolei – po FMARS i MDRS – habitatem-odpowiednikiem zaprojektowanym i zbudowanym przez Mars Society. Teoretycznie elementy struktury habitatu były już przygotowane od dawna, ale ponieważ brakowało funduszy na zrealizowanie projektu, były one przechowywane w brytyjskiej siedzibie Mars Society w Islandii. Podczas przenoszenia zostały one uszkodzone do tego stopnia, że nie można było ich odbudować, dlatego obecnie europejskie sekcje stowarzyszenia szukają funduszy na zbudowanie nowe habitatu. Pierwotnie nowa jednostka była przede wszystkim finansowana przez Zjednoczone Królestwo, a program naukowy Euro-MARS był kierowany przez konsorcjum sekcji Mars Society z Włoch, Hiszpanii, Holandii, Francji i Wielkiej Brytanii.

Kandydatem na lokalizację habitatu Euro-MARS była Krafla w Islandii – wulkaniczna dolina ryftowa, która swoim ukształtowaniem terenu przypomina powierzchnię Marsa, a której unikalna fauna umożliwia głębsze badania nad organizmami przystosowanymi do ekstremalnych warunków środowiskowych. Szczególnym obiektem zainteresowania biologów byłyby mikroby zdolne do oddychania beztlenowego ze względu na teorie jakoby potencjalne życie na Marsie miało takie właściwości.

W zamierzeniu Euro-MARS miałoby trzy pokłady (w przeciwieństwie do dwupokładowych FMARS i MDRS), co miałoby służyć polepszeniu jakości życia uczestników eksperymentu. Budowa habitatu europejskiego miała rozpocząć się w 2007, ale obecnie planowane rozpoczęcie projektu ma przypaść na 2022 rok.

Warto tutaj wspomnieć, że jednym z najważniejszych celów, jakie postawiła sobie polska sekcja Mars Society, było stworzenie polskiego habitatu-odpowiednika. Jego projektantem byłby Janek Kozicki, habitat zaś miałby trzy pokłady i poza rutynowymi misjami badawczymi byłby otwarty dla lokalnej ludności do zwiedzania, tym samym wspierając zainteresowanie wśród społeczeństwa eksploracją Marsa. Na razie prace nad polskim habitatem zostały wstrzymane.

MARS-Oz

Plany odnośnie Australia Mars Analogue Research Station zostały zaprezentowane już w 1998, kiedy to na mocy porozumienia pomiędzy sekcjami amerykańską i australijską Mars Society postanowiono wybudować na terenie Australii czwarty habitat. Australia jest kontynentem o bardzo gorącym klimacie, a ponadto pełno na niej terenów o czerwonej, kamienistej powierzchni, tak więc idealnie nadaje się do symulacji misji na Marsa.

Rozważano różne lokacje na australijski habitat: Dalhausie Springs, Henbury na Terytorium Północnym (gdzie znaleziono żelazne meteoryty), Woomerę, Pustynię Simpsona, dorzecze Jeziora Eyre, Sturt Stony Desert, czy Pustynię Strzeleckiego. Głównym ośrodkiem sprawującym pieczę na projektem byłaby baza w Arkaroola.

Misje MARS-Oz miałyby na celu badać potencjalne konflikty, które narastałyby wśród załogi podczas misji kosmicznych, ale poza tym skupiałyby się również na symulacji możliwych niespodziewanych problemów pojawiających się podczas misji; aspektach technicznych misji oraz narzędziach dostępnych do rozładowywania konfliktów personalnych. MARS-Oz badałoby również wpływ warunków panujących na Marsie i w przestrzeni kosmicznej na zdrowie uczestników.

Tak jak w przypadku Euro-MARS, MARS-Oz ma już pewne zaplecze projektowe, jednak na razie wszelkie prace nad habitatem są wstrzymane. Dodatkowo założenia badawcze obu habitatów były już opisywane w eksperymentach Marsa-500 i HI-SEAS, toteż trzeba by im wyznaczyć nowy kierunek.

W tej chwili trwa kolejna misja MDRS, a ostatni raport pochodzi z pierwszego kwietnia 2020 roku. Załoga ma przebywać tam aż do maja. W obliczu obecnego kryzysu związanego z pandemią koronawirusa wiele inicjatyw staje pod znakiem zapytania. Samo Mars Society musiało w marcu odwołać University Rover Challenge i przenieść 23. Międzynarodową Konferencję Mars Society na październik 2020 (nie mówiąc już o tym, że owa konferencja jest tak naprawdę telekonferencją). Prawdopodobnie więc przyszłe misje w habitatach, jak i plany na budowy nowych habitatów zostaną wstrzymane na czas nieokreślony.

Co jednak nie znaczy, że zostaną porzucone.