Adam Cebula „Marzymy marzeniami dziadków”

Często różni dziennikarze publicyści używają sformułowania „marzenie ludzkości”. W istocie chyba jest coś takiego i właśnie science fiction jest jak najbardziej opowieściami o takich marzeniach. Takich, które są wspólne dla większości ludzi, albo których realizacja pozwala na coś niezwykłego, o czym wiedzą dziś nieliczni, ale co choćby ułatwiłoby życie miliardom.

Niewątpliwie czymś takim był podbój kosmosu. Czy jest? Ot, pytanie. Elon Musk wydaje się człowiekiem, który je realizuje; obiecuje zabrać ludzi na Marsa i skolonizować go.

Pomijając problemy techniczne – dlaczego marsz ludzkości w kosmos się zatrzymał? Pisałem o tym już wielokrotnie: bo w kosmosie jest próżnia, jest nic. A skoro nic tam nie ma… Jest PRZESTRZEŃ? Tę „przestrzeń” pisaną dużymi literami spotykałem w wielu opowiadaniach z gatunku hard SF. Ba… Gdyby nam przestrzeni brakowało!

Marsz w kosmos, o czym już pisałem, to wymysł epoki kolonialnej. Tak to widzę. Owszem, był taki czas w dziejach ludzkości, że prosta terytorialna ekspansja przynosiła zyski i zwiększała potęgę państwa. Z rzeczonego okresu pochodzą takie gesty jak branie w posiadanie jakiegoś terytorium poprzez wbicie flagi czy wystrzelenie na nim z armaty. Lecz okres ekspansji ekstensywnej, prostej, się skończył. Bynajmniej chyba nie z powodu zmiany świadomości, lecz ulepszeń techniki i technologii.

Zdobycie kosmosu chyba najdobitniej ludziom przypomniało, że nie ma sensu zdobywanie dla zdobywania, trzeba zdobywać coś, i na dodatek niech będzie to coś potrzebnego. Na przykład złote runo.

Był ponoć okres bijatyk o miejsce na orbicie geostacjonarnej, na niskich orbitach. Jak już pisałem, niestety rola kosmicznej łączności w epoce Internetu została dramatycznie ograniczona. Łącza światłowodowe mają przynajmniej potencjalnie wielokrotnie większe pojemności niż daje się wcisnąć w satelity telekomunikacyjne. No i – co najważniejsze – nie za bardzo widać sposobu, by ich przepustowość zwiększyć.  Powodem jest sama fizyka. Informację przesyłamy poprzez modulację elektromagnetycznej fali nośnej. Modulacja powoduje poszerzenie pasma przez falę, jej częstotliwość zmienia się od-do. Powyżej pewnych granic szerokości zajmowanych przez transmitowany sygnał radiowy przestają działać i anteny, i nadajniki, i odbiorniki.

A na dodatek zaczynamy zakłócać łączność innym, i to jest zasadniczy powód, dla którego musimy się umówić, że na przykład satelita ma przydzielony taki zakres częstotliwości, i jeśli w pobliżu znajdowałby się drugi, to musiałby nadawać na innym paśmie. Co prawda w łączności satelitarnej dobrze działa tak zwana „separacja przestrzenna”, czyli możemy skierować antenę na jednego satelitę, albo na innego, i odbierać z nich sygnały, mimo że pracują w tym samym zakresie częstotliwości, ale niestety, aby to działało dość dobrze, nie mogą one lecieć zbyt blisko siebie.

Dość łatwo policzyć, że szacunkowa przepustowość jednego transpondera satelitarnego to okolice 1 gigabita na sekundę. To jest trochę ponad 100 MB na sekundę, czyli tyle, ile oferuje nam szybkie pojedyncze łącze. A my już musimy myśleć o milionach maszyn. Oznacza to tyle, że kosmiczne łącza mogą się przydawać czasami w dość specyficznych sytuacjach, np. wówczas gdybyśmy przesyłali do bardzo wielu odbiorców te same dane. Słynna łączność satelitarna jest już dziś technicznym przeżytkiem. Można marzyć o podrasowaniu parametrów, ale szlaban kładzie sama natura, co m.in. związane jest z przepuszczalnością atmosfery dla różnych pasm fal radiowych. Gdy nam się ckni do bardzo szybkiego Internetu, potrzebne są światłowody, a nie satelity.

Inne kosmiczne marzenia są już właściwie codziennością. Satelitarna nawigacja przekroczyła dawno to, co wymyślali pisarze SF. Satelity szpiegowskie są w stanie śledzić pojedyncze pojazdy, nawet ludzi. Satelity meteorologiczne dają nam wystarczająco bezbłędne prognozy, satelity badające zasoby Ziemi… przestały obchodzić publiczność. Ich możliwości są niesamowite, m.in. poprzez obserwację odchyłki orbity można dokonać niezwykle dokładnych pomiarów grawimetrycznych i namierzyć złoża, do których nikt się nawet nie dowiercił.

Zaś kosmiczne marzenia stały się moim zdaniem zwyczajnie naiwne. Może inaczej: ekstensywne. To, co niedawno było dość tanimi elementami scenografii science fiction, w tej chwili najwyraźniej bierze się na poważnie. Na przykład pomysły pozyskiwania surowców z kosmosu. Owszem, jakiś sens ma projektowanie wydobywania czegokolwiek potrzebnego na Księżycu w celu budowania na Księżycu jakiś obiektów. Bo właśnie chodzi o to, by uniknąć wielce kłopotliwego transportu, zwłaszcza wystrzeliwania z Ziemi czegokolwiek, bo jest to niezwykle energochłonne. Ale np. holowanie planetoid w celu wydobywania z nich nawet platyny to pomysł ciągle pozbawiony ekonomicznych podstaw.

Gdy mówię o ekonomii, to myślę o nakładach pracy, środków, takich jak maszyny czy paliwa (wycena w konkretnej walucie stoi na dalszym planie). Chodzi o to, że jak na razie to samo można uzyskać wyraźnie mniejszym wysiłkiem z powierzchni Ziemi. To jest tak, jak z kosmiczną łącznością: można sobie wyobrazić karkołomne rozwiązania techniczne, które mocno zwiększą przepustowość satelitów. Można np. techniką syntezy apertury dramatycznie zwiększyć rozdzielczość naziemnych anten satelitarnych tak, że na orbicie geostacjonarnej upchałoby się powiedzmy sto razy gęściej te satelity, mielibyśmy sto razy większą przepustowość, tyle że jeden światłowód da łącze kolejne sto razy szybsze, i będzie pewnie tysiące razy tańszy.

O tym, że górnictwo kosmiczne jest prostym przedłużeniem naiwnych wyobrażeń o rozwoju techniki, świadczy, w jakim stanie jest wydobycie surowców z dna morskiego. I owszem, rozwinęło się wydobycie ropy naftowej. Ale na przykład prognozowano pozyskiwanie na ogromną skalę glonów, z których cześć rośnie w bardzo szybkim tempie, przewidywano eksploatację złóż z obszarów głębin (4-6 km), gdzie mają się znajdować nieprzebrane zasoby konkrecji polimetalicznych. Ależ tak, Polska ma swoją działkę na Oceanie Spokojnym i pracuje nad technologią wydobycia. I pracuje, i pracuje… przynajmniej od 1982 roku, i pewnie jeszcze sobie popracuje, że ho-ho!  (więcej o tym w moim felietonie „Pamięci świetnych wynalazków…”)

O ile mi wiadomo, Japonia faktycznie uruchomiła wydobycie gazu z klatratów (hydratów) metanu. Ale… dalszych chętnych brak. Pomimo tego, że szacuje się, że klatraty zawierają nawet 10 razy więcej gazu niż klasyczne złoża. Dlaczego? Główna przyczyna moim zdaniem jest taka, że złoża, jak sama nazwa wskazuje, klasyczne, umiemy eksploatować, zaś tych klatratowych jeszcze nie. Drugą składową jest to, że tych złóż, które potrafimy obsłużyć, jest jednak wystarczająco dużo, ciągle za dużo. Myślę, że właściwa jest taka kolejność. Szukamy bowiem czegoś, co potrafimy eksploatować, do czego mamy gotowe maszyny i sposoby.

Czy wydobywanie metali szlachetnych z planetoid, na których maja się znajdować jakieś nieprzebrane zasoby takich skarbów jak platyna czy złoto, ma szansę rozpocząć się w ciągu najbliższych 20-30 lat? Moim zdaniem mało prawdopodobne. Powód numer jeden: można włożyć ogromny wysiłek w kosmiczną wyprawę po złote runo, można też poszukać tych skarbów na powierzchni Ziemi. Można pracować nad opracowaniem kosmicznej technologii, można nad sposobami flotacji, pozyskiwania surowców z bardzo ubogich złóż. Co prawda trzeba włożyć w ich wydobycie ogromną pracę, ale i tak może się ona okazać wiele razy mniejsza, a przedsięwzięcie takie jest wiele razy mniej ryzykowne niż kosmiczna wyprawa. Sęk w tym, że o ile w przypadku kosmosu mówimy o wielu technologiach jeszcze nieistniejących, to gdy chodzi o górnictwo, mamy tysiącletnie doświadczenia.

W przypadku kosmicznego transportu ogromną przeszkodą jest gigantyczny dołek energetyczny, jaki trzeba pokonać, wynosząc cokolwiek z powierzchni Ziemi. Na kilogram masy potrzeba ok. 62,61 MJ. Ciepło spalania benzyny wynosi ok. 47 MJ i z tego punktu widzenia fakt, że wynosimy cokolwiek na orbitę, to niemal magiczna sztuczka. Ale to tylko jeden z problemów. Projekt kosmicznej ciężarówki, jaką miały być wahadłowce kosmiczne, faktycznie skończył się z innego powodu. Technologia, jaka miała zapewnić w kosmicznej skali tani transport, zwyczajnie okazała się zawodna. Nawet jeśli z jakiegoś powodu opłacałoby się – poświęcając prawie 2 tysiące ton masy startowej na wyniesienie jakichś 30-40 ton na orbitę – ciągnąć tę działalność, to niestety dwie katastrofy transportowców pokazały, że w ich konstrukcję trzeba włożyć jeszcze mnóstwo roboty. Do pomyślenia w warunkach takiego ryzyka jest najwyżej działalność badawcza, gdzie zyski z wiedzy są właściwie nie do oszacowania.

Tymczasem loty w kosmos wyszły z fazy eksperymentu samego dla siebie, sprawdzenia, czy się w ogóle da. Przeszły do stanu, w którym np. z różnych wariantów wykonania obserwacji astronomicznych wybieramy teleskop umieszczony na orbicie. Lot w kosmos jest tu tylko rutynową operacją pomocniczą. W sytuacji, gdy nauczyliśmy się budować naziemne teleskopy z syntezą apertury pracujące w zakresie optycznym, z kompensacją drgań atmosfery, można wybierać pomiędzy rozwiązaniami, i prawdopodobnie w zależności od zadań, jakie postawimy przed instrumentami, raz lepsze będzie rozwiązanie astronautyczne, raz naziemne.

Transport surowców nawet tak drogich jak czysta platyna moim zdaniem trzeba odłożyć do czasów, aż pojawią się rewolucyjne rozwiązania, powiedzmy kosmiczna winda. Jest to stary pomysł, polegający na tym, że jeżeli będziemy w stanie zbudować linę długą na jakieś 36 tysięcy kilometrów, to można by ją rozciągnąć pomiędzy powierzchnią Ziemi i satelitą geostacjonarnym. Za jej pomocą dawałoby się wciągać w kosmos i opuszczać ładunki z małym ryzykiem i relatywnie małymi nakładami energetycznymi. Choć oczywiście nie mniejszymi niż wyliczone 62,6 MJ na kilogram.

Moim zdaniem owa kosmiczna winda to jest dość naiwny pomysł, ale aby przestrzeń pozaziemska była dostępna dla takich operacji, o jakich marzą kosmiczni górnicy, to nie można stosować technik rakietowych, nawet lotniczych – to musi być właśnie coś tak prostego i wydajnego. Co to by mogło być, najpewniej jeszcze nie mamy zwyczajnie pojęcia.

Kilka razy już pisałem o tym, dlaczego historia wahadłowców potoczyła się tak kiepsko. Prace nad nimi zaczęły się z końcem lat 60. XX w. Kształt projektu był związany w dużej mierze z obcięciem budżetu NASA. Polecam dwa teksty Tomka Pacyńskiego z naszego dzielnego pisma: „Pięć minut”„Jaka piękna katastrofa”.

Niestety – oprócz okoliczności opisanych przez Packa, stało się jeszcze coś. Nastąpiła dramatyczna zmiana w technologiach, w tym może najważniejsza w elektronice. W kwietniu roku 1974 Intel wyprodukował procesor 8080. To już była prawdziwa współczesna informatyka. Procesor co prawda ośmiobitowy, ale już prawdziwy procesor mogący stanowić prawdziwą jednostkę centralną mikrokomputera. Warto sobie to uświadomić: wahadłowce projektowano pod wyobrażenia o kosmicznym zapotrzebowaniu stworzone na podstawie elektroniki lat 60., gdzie potencjalne konstrukcje satelitów dowolnego zastosowania musiały być ogromne, najmniej kilkadziesiąt kilogramów, najlepiej o wadze kilku ton.

Elektronika przewróciła to do góry nogami. Współcześnie mówimy o generacji nanosatelitów. Polska zbudowała przynajmniej dwie takie konstrukcje o masach od kg do 10 kg, nazywają się Lem i Heweliusz. Myśli się o urządzeniach o masie dziesiątek gramów, które mogą być w pełni funkcjonalne, pełnić np. rolę przekaźników w sieci Internet. Co oznacza tyle, że koncepcja kosmicznej ciężarówki straciła zasadniczy sens. Wahadłowce miały zarabiać na siebie, wynoszący na orbitę relatywnie duże masy. W sytuacji, gdy masa urządzeń tak drastycznie się zmniejszyła, możliwe stało się zapakowanie do jednej rakiety wielu satelitów, a przez to operacja wyniesienia na orbitę przestała być krytycznym punktem programów kosmicznych. Okazało się, że może ją przeprowadzić wiele państw na różne sposoby. Do francuskiego programu Ariane (początek 1980 r.) i rosyjskiego kontynuowanego od czasów ZSRR dołączył chiński z rakietami Chang Zheng (Długi Marsz); pierwszy start – maj 1999 r.

Eksploracja kosmosu przestała być wyjątkową możliwością dwóch mocarstw.  NASA dotknęły cięcia budżetowe i zamiast poprawić i rozwinąć konstrukcje wahadłowców, program zwyczajnie zamknięto. A stało się to m.in. przez to, że w latach 60. nie wyobrażano sobie, jak się zmienią kosmiczne potrzeby, i że praktycznie za pomocą kilku rakiet mogą one zostać praktycznie całkowicie zaspokojone. Wahadłowce okazały się niepotrzebne.

Trudno naliczyć, ile projektów kosmicznych „rozlazło się” bez większych konsekwencji. Przykładem może być najmniej kilka pomysłów na orbitalną elektrownię. Wydaje się niezwykle korzystne umieścić w próżni ogromny panel baterii słonecznych, a potem wyprodukowaną energię przesłać ku powierzchni Ziemi. Jak? Za pomocą wiązki mikrofal. Sęk w tym, że gdy oszacować np. jaką realnie dostalibyśmy gęstość mocy w wiązce, to się okazuje, że byłaby ona mniej więcej taka, w przypadku promieniowania słonecznego. Projekt wymaga ogromnych inwestycji, do tego jest ryzykowny, i miał jakiś sens, gdy ludzie mieli problemy z uzyskaniem źródeł energii. W tej chwili, gdy nastąpiła moda na różne dziwne rozwiązania typu wiatraki, podejrzewam, że inwestycja wzbudziłaby ogromne protesty zielonych, bo wiązka mikrofal jest realnie niebezpieczna i nawet gdyby stacja odbiorcza miała powstać gdzieś na Saharze, jak projektowano, uznaliby przedsięwzięcie za niedopuszczalną ingerencję w środowisko. Otóż i nikt nie zamierza inwestować w kosmiczną elektrownię, bo w rzeczywistości energetyka przestała być takim prostym interesem jak w choćby w latach 60.

No dobrze, a marzenie Muska o kolonizacji Marsa? Samo w sobie to dobry motyw SF, lecz jego realizację widzę jak na razie czarno. Jeden zasadniczy powód: brak powodu. Dokładnie taki sam, z jakiego zatrzymano program Apollo. Można powiedzieć, że nawet gorzej. Eksploracja Księżyca miała dość dobre uzasadnienie: po prostu badania. Poznanie nie wymaga osobnego uzasadnienia. Nawet jeśli naukę traktujemy ściśle utylitarnie, to zdążyliśmy się przekonać, że zazwyczaj największe rewelacje rodzą się z połączenia ze sobą odległych, z pozoru kompletnie do niczego niepotrzebnych odkryć. Przykładem może być teoria liczb – dziedzina matematyki, która zdawała się wiedzą samą dla siebie, kompletnie do niczego nie potrzebną, i w epoce komputerów posłużyła do stworzenia niezwykle praktycznej asymetrycznej metody szyfrowania.

Ściągnij tekst:

P O W I Ą Z A N E   A R T Y K U Ł Y:

NOTKA BIOGRAFICZNA:
Adam Cebula

Brak komentarzy

Zostaw odpowiedź


*

*

Prawa autorskie

Niniejsze utwory objęte są prawami autorskimi.

Podejrzewamy, że autorzy chcieliby te prawa zachować, dlatego my – Redakcja Fahrenheita – nie zgadzamy się na łamanie tychże (praw, bo choć łamanie autorów mogłoby być ciekawym widowiskiem, wolimy ich w całości… przynajmniej dopóki pracują dla nas).

W przypadku, gdyby jednak kogoś naszła chętka na nierespektowanie praw autorskich, zalecamy konsultację z lekarzem i adwokatem.

W ostateczności można skontaktować się z Redakcją.

Losowy cytat od Redakcji

Wszyscy ludzie nawalili. To jest logiczna dedukcja.

— B.W.Aldiss, Kto zastąpi człowieka?

Kalendarz wydarzeń

Najbliższe wydarzenia

21. Międzynarodowe Targi Książki w Krakowie
od do
Aktualności
Międzynarodowe Centrum Targowo-Kongresowe EXPO Kraków
Soundedit ’17 – I ty zostaniesz Numanoidem
od do
Aktualności
Klub Wytwórnia w Łodzi
The Symphony of Heroes - Music from Heroes of Might and Magic©
Aktualności
Narodowe Forum Muzyki im. Witolda Lutosławskiego we Wrocławiu (Plac Wolności 1)
Opolcon 2017
od do
Aktualności
Zespół Szkół Elektrycznych i Zespół Szkół Ekonomicznych w Opolu przy ulicy Tadeusza Kościuszki
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!