Ljudi su u 65 godina svemirskih letova stigli tek nešto više od jedne svjetlosne sekunde od Zemlje. Misija do Saturna bila bi sasvim druga razina pothvata: put koji bi trajao dulje od desetljeća, s golemim zahtjevima za gorivom, hranom, zaštitom od zračenja i pogonom kakav danas još nije spreman za takav zadatak.
Znanstvenici su ipak ozbiljno razmatrali kako bi izgledala misija koja bi iz Saturnova sustava vratila uzorke, osobito s Titana i Enkelada. Zaključak je jednostavan: tehnički se neke stvari mogu zamisliti, ali slanje posade u takav pothvat s današnjom tehnologijom bilo bi bliže svjesnom izlaganju posade smrtonosnom riziku nego stvarnoj istraživačkoj misiji.
Čovječanstvo leti u svemir već desetljećima, ali stvarni doseg ljudskih misija i dalje je vrlo skroman u kozmičkim razmjerima. Najveća udaljenost koju su ljudi dosegnuli iznosila je 406.771 kilometar od Zemlje, što je tek oko 1,36 svjetlosnih sekundi.
To je mjera našeg stvarnog izlaska u svemir. Ne Mars, ne asteroidni pojas, ne Jupiter, a pogotovo ne Saturn. Sve ljudske misije dosad ostale su u području koje je, gledano iz perspektive Sunčeva sustava, praktički predvorje Zemlje.
Mars je već na samoj granici onoga što bismo danas mogli pokušati. Put do njega u najpovoljnijim uvjetima trajao bi oko sedam mjeseci. Takva bi misija bila rizična, teška i skupa, ali nije izvan sadašnjih planova i tehničkih rasprava. Saturn je nešto sasvim drugo.
Titan i Enkelad nude znanstveni mamac, ali put bi trajao godinama
Znanstveni razlog za odlazak u Saturnov sustav bio bi iznimno snažan. Enkelad, ledeni mjesec sa skrivenim oceanom, jedno je od najzanimljivijih mjesta u potrazi za mogućim tragovima života. Titan, najveći Saturnov mjesec, ima gustu atmosferu, jezera metana i složenu kemiju koja ga čini jednim od najneobičnijih svjetova u Sunčevu sustavu.
U jednoj studiji razmatrana je mogućnost misije koja bi vratila uzorke iz Saturnova sustava. Procjena je bila da bi takva misija trajala oko 17 godina. To se odnosilo na robotsku misiju povratka uzoraka, a već je ona dovoljno zahtjevna da pokazuje razmjere problema.
Geoffrey Landis, fizičar i stručnjak za raketne sustave iz NASA-inog centra John Glenn, objasnio je za IFLScience da je ideja nastala u sklopu razmatranja posebno zahtjevnih koncepata za program NASA Innovative Advanced Concepts. Pitanje je bilo što bi bilo doista teško, a nitko ranije nije ozbiljno razradio misiju povratka uzoraka s Titana.
Ključna prednost Titana jest to što ondje postoji ono što bi misija mogla iskoristiti. Njegova atmosfera bogata je metanom, a ispod površine nalazi se vodeni led. U teoriji bi se od tih lokalnih resursa moglo proizvoditi gorivo. Time bi se smanjila količina goriva koju letjelica mora ponijeti sa Zemlje.
Gorivo na Titanu ne rješava najveći problem
Koncept korištenja lokalnih resursa naziva se in-situ resource utilization. U praksi to znači da misija ne nosi sve sa Zemlje, nego dio potrebnih materijala proizvodi ili prikuplja na odredištu.
Za Titan je to osobito zanimljivo. Landis i suradnici razmatrali su mogućnost da se iz Titanove atmosfere i leda proizvede pogonsko gorivo za povratak. U igri su bili različiti oblici povratnog vozila, pa čak i ideje s letjelicom nalik kvadrokopteru. Konačni koncept uključivao je vozilo koje bi se napuhivalo usporedno s proizvodnjom goriva.
Za robotsku misiju to je već vrlo ambiciozno. Za ljudsku misiju problem postaje mnogo veći.
Da bi posada uopće imala šansu, moralo bi se pretpostaviti da bi prije nje prema Saturnu bile poslane druge misije. One bi na Titanu proizvodile gorivo, možda poslale uzorke u orbitu i pripremile svojevrsnu međuplanetarnu “benzinsku postaju”. Posada bi zatim doletjela, prikupila uzorke iz Saturnova sustava, nadopunila gorivo i krenula kući.
Time bi se skratilo vrijeme koje bi astronauti morali provesti čekajući proizvodnju goriva. Ali čak i tada govorimo o putovanju koje bi trajalo više od deset godina.
Landis je zato jasno rekao da je 17 godina za odlazak i povratak vjerojatno predugo za ljudsku misiju.
Masa postaje neprijatelj cijele misije
Kod svake svemirske misije ključno je pitanje promjene brzine, odnosno delta-v. Letjelica mora ubrzati, usporiti, mijenjati putanju i ući u različite orbite. Za sve to treba gorivo. Što je letjelica masivnija, treba joj više goriva. A što treba više goriva, postaje još masivnija.
Kod ljudske misije taj se problem brzo pretvara u lanac ograničenja.
Posada mora imati hranu za cijeli put. Ako bi misija trajala 17 godina, a jedan astronaut trošio oko dva kilograma hrane dnevno, to bi značilo više od 12 tona hrane po osobi za cijelo putovanje. I to bez dodatnih zaliha, bez ambalaže, bez sustava za pripremu i čuvanje hrane, bez vode i bez životnog prostora.
Astronauti bi morali biti zaštićeni i od zračenja u međuplanetarnom prostoru. Ta zaštita znači dodatnu masu. Dodatna masa znači više goriva. Više goriva znači veću letjelicu. Veća letjelica ponovno traži još snažniji pogon.
Moglo bi se pokušati uštedjeti gorivo korištenjem gravitacijskih asistencija Zemlje i drugih planeta. No takve putanje često znače dulje trajanje misije. Kod robotskih letjelica to je prihvatljivo. Kod posade, svaka dodatna godina povećava rizik, potrošnju i psihološko opterećenje.
Bez novog pogona Saturn ostaje predaleko za ljude
Prema Landisu, prvo što bi trebalo razviti za stvarnu ljudsku misiju do Saturna jest novi pogonski sustav. Kemijski raketni sustavi, kakve danas koristimo, jednostavno bi značili predug put.
Zato se u raspravama ponovno pojavljuje nuklearni pogon. NASA je takve sustave istraživala još šezdesetih godina kroz projekt NERVA, a danas se o njima ponovno govori kao o mogućem rješenju za brža putovanja do Marsa.
U nekim konceptima put do Marsa mogao bi se skratiti na otprilike 45 dana. To bi radikalno promijenilo računicu za ljudske misije jer bi smanjilo vrijeme izloženosti zračenju, količinu hrane i opći rizik putovanja.
Saturn bi i s takvim pogonom ostao godinama daleko. Ali razlika između misije koja traje gotovo dva desetljeća i misije koja bi se mogla svesti na razumniji vremenski okvir golema je.
Zato odgovor na pitanje možemo li poslati ljude do Saturna ovisi o tome što podrazumijevamo pod “poslati”. S današnjom tehnologijom mogli bismo zamisliti pokušaj, ali ne i odgovornu misiju s dobrim izgledima za siguran povratak. S novom generacijom pogona, boljom zaštitom i ozbiljnim korištenjem resursa na odredištu, Saturn više ne bi bio čista fantastika. Bio bi ekstreman cilj, ali ne nužno nemoguć.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
