Spațiul cosmic ca semn prevestitor: proiectele de colonizare a altor planete și stabilitatea strategică

De la mijlocul anilor ‘2010, în lume s-au reluat cursele lunară și marțiană, care au căpătat, de fapt, caracterul unei competiții între două noi superputeri – SUA și China. Alte puteri spațiale – Rusia, Japonia, India, țările UE – participă la această competiție la scară limitată sau speră să se alăture proiectelor americane sau (în cazul Rusiei) chineze.

Unele dintre programele aflate în derulare par fantastice, în primul rând proiectele promovate de Elon Musk privind colonizarea pe scară largă a planetei Marte. Cu toate acestea, chiar și în cadrul inițiativelor lipsite de orice justificare economică și caracterizate de amânări constante ale termenelor, se desfășoară activități de cercetare și dezvoltare (R&D) pe deplin reale și la scară largă.

Fezabilitatea proiectelor de creare a unor baze permanente și, cu atât mai mult, a unor așezări pe Lună și pe Marte pare încă neclară, având în vedere instabilitatea din economia și politica globală. Dar proiectele de colonizare a spațiului au șanse să schimbe serios viața pe Pământ, chiar dacă niciodată nu vor fi construite baze și așezări lunare și marțiene.

Tehnologiile dezvoltate deja de o serie de țări mari, în primul rând de SUA, în vederea construirii de baze permanente sau așezări pe alte planete, sunt practic în totalitate aplicabile pe Pământ în anumite condiții.

Acestea răspund nevoilor de supraviețuire ale societății și economiei într-un scenariu de război nuclear nelimitat.

Printre asemenea tehnologii, care au o aplicare „terestră”, se pot menționa:

           — construcția rapidă a structurilor subterane și a clădirilor supraterane cu protecție împotriva radiațiilor;

          —  crearea de sisteme de susținere a vieții pentru locuirea oamenilor în astfel de clădiri în condiții de contaminare radioactivă a mediului;

           — tehnologii de producție alimentară în spații cu volum limitat, capabile să asigure nevoile unor grupuri semnificative de oameni;

           — tehnologii de creare a surselor compacte de energie, capabile să funcționeze o perioadă îndelungată în condiții extreme;

           —  asistență medicală și metode de asigurare a rezistenței psihologice a colectivelor care locuiesc o perioadă îndelungată în izolare într-un spațiu închis.

Modificările „terestre” ale celor enumerate sunt, de regulă, mult mai ieftine decât prototipurile lor „spațiale” și mai potrivite pentru scalare. Acestea vor fi libere de restricțiile dure privind masa și dimensiunile, caracteristice tehnicii spațiale, iar cerințele privind fiabilitatea și necesarul de întreținere tehnică pot fi mai reduse.

Ar fi tentant să afirmăm că proiectele actuale de colonizare a Marte și a Lunii nu sunt decât o acoperire pentru programe de amploare menite să sporească gradul de pregătire al marilor puteri pentru un război nuclear. La urma urmei, pe lângă tehnologiile legate de colonizarea altor planete, au aplicații militare și tehnologiile create în cadrul acestor programe, precum lansarea ieftină pe orbita Pământului a încărcăturii utile, rachetele purtătoare reutilizabile etc. Probabil că doar tehnologiile zborului interplanetar nu par prea solicitate în scopuri militare, deși nici aici lucrurile nu sunt clare – se știe că Pentagonul studiază posibilitatea achiziționării navelor spațiale Starship de la SpaceX pentru „misiuni sensibile”[1].

Nu există dovezi documentare în acest sens. În același timp, trăim într-o lume în care un război nuclear pare o perspectivă mult mai probabilă decât construirea de orașe marțiene sau căderea pe Pământ a unui asteroid gigant, situații în care astfel de tehnologii ar putea avea o utilizare pașnică. Indiferent de obiectivele inițiale, dezvoltarea tehnologiilor respective le va transforma, mai devreme sau mai târziu, într-un factor important care influențează stabilitatea strategică.

Construcția în masă a infrastructurilor protejate, a capacităților de producție, a depozitelor și a adăposturilor pentru populație, pe baza tehnologiilor „spațiale”, ar putea deveni posibilă încă din anii ‘2030 și va atinge o amploare semnificativă în anii ‘2040, dacă tendințele negative actuale din politica mondială se vor menține. Statele care vor stăpâni tehnologiile corespunzătoare vor putea obține un avantaj strategic decisiv în orice scenariu de escaladare nucleară și de război nuclear.

La un moment dat, războiul nuclear ar putea să nu mai însemne sfârșitul civilizației, ci pur și simplu un nou tip de acțiuni militare, mai distructive, în care se poate obține o victorie reală, păstrând o parte substanțială a potențialului economic, științific-tehnic și chiar demografic dinainte de război. Rezultatul ar putea fi scăderea pragului de utilizare a armelor nucleare, slăbirea descurajării nucleare și creșterea în continuare a aventurismului militar. O altă consecință extrem de periculoasă a dezvoltării unei infrastructuri sustenabile ar putea fi crearea de noi tipuri de arme nucleare, mai distructive, destinate distrugerii acesteia (focoase de putere specială, penetrante etc.).

Mai jos vom analiza principalele aplicații „terestre” ale tehnologiilor de colonizare a spațiului, pe baza programelor americane, ca fiind cele mai dezvoltate.

Context

Programele americane de explorare a planetei Marte se dezvoltă pe două direcții. În primul rând, în cadrul proiectului SpaceX al lui Elon Musk – o inițiativă privată care vizează crearea unei colonii permanente pe Marte prin dezvoltarea sistemului supergreu Starship și a unui ansamblu de soluții de infrastructură; în al doilea rând, prin programele guvernamentale ale NASA – în primul rând strategia „Moon to Mars”, cu ajutorul căreia NASA dezvoltă arhitectura, tehnologiile și infrastructura pentru misiuni pilotate pe termen lung pe Marte.

Musk și-a stabilit public obiectivul colonizării Marte în 2016, prezentând la Congresul Internațional de Astronautică din Guadalajara (Mexic) conceptul unui sistem de transport interplanetar în raportul „Making Humans a Multiplanetary Species”[2]. Ideea principală era aceea de a asigura supraviețuirea umanității pe termen lung, transformând-o într-o specie multiplanetară. Musk a declarat obiectivul final – crearea unui oraș autosuficient pe Marte, astfel încât „oricine dorește să se mute acolo și să ajute la construirea unei noi civilizații” (nivelul țintă – aproximativ un milion de oameni).

Proiectul de colonizare a planetei Marte este derulat de compania privată SpaceX, sub conducerea lui Musk și a președintei companiei, Gwynne Shotwell. Finanțarea navei Starship și a elementelor de infrastructură asociate provine în principal din capital privat și din veniturile SpaceX; veniturile generate de rețeaua de sateliți Starlink și de contractele comerciale joacă un rol semnificativ. Cu toate acestea, ponderea contractelor cu NASA în veniturile totale ale SpaceX rămâne limitată. În plus, NASA a încheiat cu SpaceX contracte pentru modificarea navei Starship ca modul de aterizare pentru programul lunar Artemis (Human Landing System, HLS), ceea ce leagă dezvoltarea navei Starship de arhitectura lunară și marțiană națională a SUA.

Pentru a atinge obiectivele stabilite, SpaceX dezvoltă sistemul de transport spațial reutilizabil Starship. Acest sistem este format din două trepte – acceleratorul Super Heavy (prima treaptă) și nava spațială supergreu reutilizabilă Starship (a doua treaptă), destinată transportului de persoane și mărfuri între Pământ, Lună și Marte.

Ambele trepte sunt realizate din oțel inoxidabil și sunt echipate cu motoare Raptor, care funcționează cu metan lichefiat și oxigen lichid (CH₄/LOX). Conform planurilor SpaceX, metanul poate fi produs pe Marte din resurse locale prin reacția Sabatier, ceea ce este extrem de important pentru reducerea costurilor și asigurarea unui ciclu închis al combustibilului în infrastructura marțiană.

Musk estimează că, pentru a forma o colonie autonomă pe Marte, va fi necesară o flotă de aproximativ o mie de nave Starship reutilizabile, care se vor aduna pe orbita terestră și vor pleca spre Marte în loturi mari la fiecare aproximativ 26 de luni, când traiectoriile Pământului și ale lui Marte se apropie. Conform estimărilor sale, acest lucru înseamnă o frecvență foarte mare a lansărilor în perioada de pregătire pentru fiecare fereastră de lansare și transportul către Marte a milioane de tone de marfă și a unui număr de oameni în creștere treptată[3].

SpaceX intenționează să trimită mai întâi pe Marte câteva nave Starship fără echipaj, încărcate cu marfă. În 2024, Musk a declarat că compania se așteaptă ca în următoarea fereastră de lansări către Marte (2026) să lanseze aproximativ cinci nave fără echipaj, corelând realizarea acestui program cu testarea cu succes a realimentării navei Starship pe orbita Pământului. Aceste prime misiuni trebuie să transporte echipamente, infrastructură și provizii pentru pregătirea locului de aterizare în vederea primirii oamenilor. La fel ca majoritatea planurilor lui Musk legate de colonizarea planetei Marte, aceste planuri sunt amânate constant pentru o dată ulterioară.

După o serie de misiuni de transport de marfă, se preconizează trecerea la expediții cu echipaj uman. În mai multe declarații publice și postări, Musk a indicat că prima debarcare a oamenilor pe Marte nu va avea loc mai devreme de sfârșitul anilor 2020, menționând cel mai adesea anul 2029 ca dată țintă în cazul unui scenariu optimist. În studiile arhitecturale inițiale din 2016, prima expediție presupunea un echipaj de aproximativ 12 persoane, ale cărui sarcini principale urmau să fie punerea în funcțiune a unei fabrici de producere a combustibilului, desfășurarea sistemelor energetice și construirea infrastructurii de bază a Mars Base Alpha.

Musk descrie planurile viitoare ca o creștere exponențială a amploarei – de la câteva zeci de misiuni Starship la începutul anilor 2030 până la sute de lansări la mijlocul anilor 2030, cu realizarea unui oraș marțian autosuficient până la mijlocul secolului (anul 2050 este menționat ca reper).

Pe lângă dezvoltarea vehiculului Starship în sine, SpaceX și partenerii săi lucrează la un ansamblu de elemente ale viitoarei infrastructuri marțiene. Se presupune că baza inițială Mars Base Alpha se va extinde treptat pe măsură ce vor sosi noi încărcături și coloniști. În etapele inițiale se ia în considerare utilizarea navelor Starship ca spații de locuit etanșe temporare, iar ulterior – desfășurarea de module gonflabile sau prefabricate, construirea de hangare, depozite și alte spații tehnice. În conceptele inginerești se discută, de asemenea, despre adăposturi de protecție prin îngroparea parțială a modulelor, săparea de șanțuri și utilizarea peșterilor naturale (tuburi de lavă) pentru protecția împotriva radiațiilor și a prafului meteoritic.

Primele misiuni trebuie să transporte pe Marte sisteme vitale (instalații energetice, sisteme de susținere a vieții, comunicații) și echipamente (roverele, echipamente de ridicare și transport, utilaje de construcții). Printre încărcăturile prioritare din descrierile inițiale se numără „mașini pentru producerea de îngrășăminte, metan și oxigen” din atmosfera marțiană (azot și dioxid de carbon) și gheața subsuperficială, precum și materiale pentru construirea cupolelor transparente, pentru cultivarea plantelor. Se presupune că combustibilul va fi produs cu ajutorul instalațiilor de electroliză a apei și a reactoarelor care utilizează reacția Sabatier pentru a obține metan din hidrogen și dioxid de carbon, ceea ce permite închiderea ciclului combustibilului pe Marte.

Primele echipaje vor trebui să instaleze sistemul energetic al bazei. Musk a subliniat că, în faza inițială, se mizează pe panouri solare, deși eficiența acestora pe Marte este limitată. Prin urmare, comunitatea științifică ia în considerare, ca sursă de energie mai stabilă, instalațiile nucleare de mici dimensiuni pentru alimentarea cu energie la suprafață, care sunt dezvoltate de NASA[4]. Soluții similare ar putea deveni accesibile și pentru operatorii privați, inclusiv SpaceX.

NASA derulează propriul program etapizat de pregătire a unei expediții cu echipaj uman pe Marte. În ultimii ani, strategia generală a fost formulată sub denumirea generică „Moon to Mars”: de la crearea unei prezențe durabile pe Lună (programul Artemis) până la zborul cu echipaj uman pe Marte. NASA subliniază că prezența de lungă durată pe Lună trebuie să devină un poligon de testare pentru tehnologiile și soluțiile necesare misiunii marțiene. În 2025, NASA a publicat un plan arhitectural actualizat[5] în cadrul programului Moon to Mars, în care sunt descrise elementele și soluțiile cheie pe drumul spre Marte.

Una dintre deciziile fundamentale ale acestui program este miza pe energia nucleară sub forma unor instalații de fisiune compacte și durabile pentru bazele de suprafață. În cadrul programului Fission Surface Power (FSP) [6], NASA, împreună cu Departamentul Energiei al SUA, elaborează concepte de reactoare de mică putere, capabile să furnizeze zeci de kilowați de energie electrică în mod continuu și rezistent la ciclurile zilnice și la furtunile de praf, mai întâi pe Lună, iar în perspectivă – și pe Marte[7].

Acest lucru este esențial pentru șederea pe termen lung a echipajului, deși nu exclude utilizarea panourilor solare și a altor surse de energie.

În prezent, NASA nu a stabilit o dată oficială pentru aselenizarea oamenilor pe Marte, orientându-se către anii 2030 și corelând termenele cu realizarea cu succes a fazelor lunare orbitale și lunare ale programului „Moon to Mars”. În cadrul discuțiilor dintre experți și la nivel intern se analizează scenarii cu prima misiune cu echipaj uman în anii 2030–2040, în funcție de ritmul finanțării și de tehnologii.

Lucrările pregătitoare se desfășoară pe mai multe direcții. Se dezvoltă o nouă rachetă grea, Space Launch System (SLS), și o navă spațială cu echipaj uman, Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (Orion MPCV), pentru misiunile lunare Artemis. Se presupune că pentru expediția marțiană va fi necesară asamblarea unei nave interplanetare la stația lunară Gateway sau în spațiul terestru, precum și realimentarea în orbită – aceste activități sunt testate în cadrul programului Artemis și al programelor logistice conexe[8].

NASA ia în considerare, de asemenea, utilizarea sistemelor de transport comerciale, în special Starship al companiei SpaceX, ca opțiune pentru livrarea unei părți din încărcătură sau a echipajului, ceea ce a fost deja confirmat prin alegerea unui Starship modificat ca modul de aterizare (Human Landing System) pentru programul lunar Artemis.

De asemenea, NASA studiază în mod consecvent planeta Marte pentru a reduce riscurile misiunii cu echipaj uman. Pe suprafața planetei activează roverul Mars Science Laboratory Curiosity (din 2012)[9] și Mars 2020 Perseverance (din 2021)[10], care studiază geologia, habitabilitatea potențială din trecut, solul și clima. În 2021, roverul Perseverance a produs pentru prima dată oxigen din atmosfera marțiană cu ajutorul dispozitivului Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), demonstrând fezabilitatea de principiu a obținerii de oxidant pentru rachete și de oxigen pentru respirație direct pe Marte[11]. Perseverance colectează și stochează, de asemenea, probe de rocă pentru a fi livrate ulterior pe Pământ în cadrul campaniei Mars Sample Return, un program comun al NASA și ESA (Agenția Spațială Europeană).

În plus, aparatele orbitale ale NASA – Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) și misiunea Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) – asigură cartografierea suprafeței și a rezervelor de gheață, precum și studierea atmosferei[12]. MRO și proiectele conexe (de exemplu, Subsurface Water Ice Mapping, SWIM) ajută la identificarea zonelor cu gheață de apă situată aproape de suprafață, potrivite pentru aterizare și exploatarea unei baze, iar MAVEN studiază evoluția atmosferei și interacțiunea cu vântul solar, ceea ce este important pentru evaluarea condițiilor de radiație și a unui habitat de lungă durată.

NASA recunoaște că, pentru succesul misiunii, sunt necesare noi tehnologii. Agenția investește în proiecte privind reactoarele nucleare de mici dimensiuni, sistemele de utilizare a resurselor in situ (ISRU), noi costume spațiale, echipamente medicale, sisteme de susținere a vieții și locuințe autonome, precum și în simulări terestre ale misiunilor de lungă durată. Aceste eforturi sunt coordonate în primul rând prin intermediul Exploration Systems Development Mission Directorate (ESDMD) și Space Technology Mission Directorate (STMD), care sunt responsabile de dezvoltarea arhitecturii lunare și marțiene cu echipaj uman și a tehnologiilor critice[13].

Dezvoltarea infrastructurii marțiene: programe, tehnologii și potențialul lor dublu

Pentru a locui și a lucra pe Marte pe termen lung, este necesară dezvoltarea unei infrastructuri complete la suprafața planetei. Aceasta include crearea de surse de energie, locuințe protejate, sisteme de producere a aerului, apei și alimentelor, precum și de gestionare a deșeurilor, dar și asigurarea sănătății fizice și mentale a echipajului.

Se presupune că practic întreaga gamă de dezvoltări americane enumerate mai jos privind infrastructura lunară și marțiană are aplicații directe sau parțiale pentru supraviețuirea societății în condițiile Pământului post-apocaliptic, după un război nuclear pe scară largă – deoarece ambele sarcini necesită viața într-un mediu închis, limitat în resurse și periculos din punct de vedere al radiațiilor, fără infrastructură de bază și cu lanțuri de aprovizionare complet întrerupte.

Prima categorie – asigurarea condițiilor de viață și prelucrarea resurselor (aer, apă, combustibil). Tehnologiile ISRU dezvoltate pentru Marte vizează producerea de combustibil și a mediului respirabil din resurse locale (dioxid de carbon, apă, sol) și funcționarea în condiții izolate, cu resurse limitate. De exemplu, atmosfera marțiană (95% dioxid de carbon) poate fi o materie primă pentru obținerea oxigenului și a metanului. Demonstratorul MOXIE de pe roverul Perseverance a dovedit deja fezabilitatea principială a producției de oxigen din dioxid de carbon într-o atmosferă rarefiată – acesta a furnizat aproximativ 5–6 g de oxigen pe oră cu o puritate de peste 98%, fiind proiectat pentru a atinge o productivitate de până la 10–12 g/h.

Deficitul de aer curat, combustibil și energie este, de asemenea, caracteristic condițiilor de contaminare radioactivă la scară largă. Tehnologiile de obținere electrochimică a oxigenului, demonstrate de MOXIE, pot fi aplicate potențial pentru generarea de oxigen și combustibil din dioxid de carbon, al cărui nivel crește constant într-un spațiu închis, precum și pentru producerea de oxigen din soluri oxidate, dacă se reușește asigurarea echilibrului energetic necesar și a materialelor.

Aceleași principii utilizate în sistemele spațiale de susținere a vieții (nave spațiale, Stația Spațială Internațională (SSI)) sunt pe deplin aplicabile buncărelor subterane: sorbenții regenerabili (amine, zeoliți), sitele moleculare și ciclurile de tip pressure swing adsorption (PSA) permit controlul izolat al compoziției aerului și menținerea dioxidului de carbon la un nivel sigur, cu un consum minim de reactivi.

Tehnologiile PSA sunt de mult timp perfecționate. Generatoarele medicale și industriale de oxigen PSA sunt utilizate pe scară largă pentru producția autonomă de oxigen în spitale și la obiective izolate, asigurând, de regulă, 90–95% oxigen din aerul atmosferic prin adsorbția selectivă a azotului pe zeoliți[14].

Instalațiile de biogaz, bazate pe fermentarea anaerobă a materiei organice, produc un amestec de metan și dioxid de carbon și sunt considerate în documentele Agenției Internaționale pentru Energie ca o tehnologie matură pentru energie descentralizată și durabilă și încălzire, inclusiv în sisteme autonome de mici dimensiuni[15]. În condițiile unui scenariu post-nuclear, aceasta este una dintre cele mai realiste metode de a obține combustibil și căldură din resursele accesibile (deșeuri organice, gunoi de grajd, nămoluri de epurare) cu cerințe minime de infrastructură complexă.

Programele NASA de explorare a apei îndeplinesc, de asemenea, pe deplin criteriile de utilizare în situații extreme, care ar putea apărea în cazul unui conflict nuclear pe Pământ. Experimentul Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1)[16] – un pachet format din două instrumente, instalat pe modulul lunar comercial al companiei Intuitive Machines în cadrul misiunii IM-2 în zona polului sudic al Lunii. Misiunea sa este de a demonstra că se poate fora regolitul la o adâncime de aproximativ un metru cu ajutorul instalației de foraj The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain (TRIDENT) și de a preleva probe pentru analiza conținutului de apă și a altor substanțe volatile cu ajutorul spectrometrului de masă Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo).

Roverul Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER)[17] a fost inițial conceput ca o platformă completă de explorare a resurselor pentru zona polului sudic al Lunii. În 2024, NASA a decis să oprească dezvoltarea misiunii din cauza creșterii costurilor și a întârzierilor, însă obiectivele științifice și instrumentele au fost recunoscute ca fiind esențiale și se planifică reutilizarea lor în alte misiuni. Roverul a fost conceput ca o platformă completă pentru explorarea resurselor polare și a combinat Sistemul de Spectrometrie Neutronică (NSS) pentru detectarea de la distanță a hidrogenului, același burghiu TRIDENT, Sistemul de spectrometrie în infraroșu apropiat pentru substanțe volatile (NIRVSS) și spectrometrul de masă MSolo pentru sondarea la distanță, foraj, analiză chimică și cartografierea rezervelor de gheață.

Acest set de soluții poate fi utilizat direct pentru detectarea apei subterane sau a apei provenite din ghețari sub straturile de sol contaminat din zonele afectate de radiații, fără a fi necesară trimiterea oamenilor în zonele cele mai periculoase, precum și pentru monitorizarea ulterioară a contaminării. Împreună cu experiența Stației Spațiale Internaționale (în primul rând se are în vedere Sistemul de Control al Mediului și de Susținere a Vieții (ECLSS), care include Sistemul de Recuperare a Apei (WRS), Ansamblul de Procesare a Urinei (UPA), Ansamblul de procesare a saramurii (BPA) și Ansamblul de procesare a apei (WPA)), aceste tehnologii reprezintă practic un prototip gata de utilizare pentru adăposturi subterane și obiective autonome pe Pământul post-nuclear, unde este esențial să se reducă la minimum ieșirea oamenilor în mediul contaminat și să se închidă cât mai mult ciclurile apei și aerului în interiorul spațiilor protejate.

A doua categorie – alimentarea cu energie. Pentru o prezență durabilă pe Marte este necesară o arhitectură care să nu depindă nici de alternanța zilei și nopții, nici de furtunile de praf, nici de întreruperile rețelei externe. Setul de bază de soluții combină aici instalații nucleare compacte, energia solară de nouă generație și scheme hibride de integrare a acestora. Logica acestor soluții coincide aproape în totalitate cu sarcinile de alimentare cu energie a așezărilor subterane sau izolate în condițiile Pământului post-nuclear, inclusiv în scenariul așa-numitei „ierni nucleare”.

Tehnologia cheie în acest context o reprezintă reactoarele nucleare compacte de mică putere. Reactorul Kilopower, al cărui prototip a fost testat cu succes în 2018 de NASA împreună cu Departamentul Energiei al SUA, a demonstrat că un reactor compact pe uraniu-235 cu o putere de până la 10 kW poate asigura energie continuă unei instalații timp de cel puțin zece ani fără realimentare[18]. Testele instalației Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY (KRUSTY) din 2017–2018 la poligonul Nevada National Security Site au confirmat că un astfel de sistem cu disipare pasivă a căldurii pe bază de sodiu lichid și motoare Stirling ca transformatoare de căldură în energie electrică este rezistent la scenarii de avarie și capabil să funcționeze ca sursă de bază de energie pentru bazele lunare și marțiene.

Conform estimărilor NASA, patru unități Kilopower (de câte 1–10 kW fiecare) pot asigura consumul de energie al unei așezări mici: un singur modul oferă o putere comparabilă cu cea a câtorva gospodării medii, iar patru sunt suficiente pentru un avanpost inițial, astfel încât acesta să nu depindă de lumina solară sau de condițiile meteorologice, spre deosebire de bateriile solare.

În cadrul programului Fission Surface Power[19], NASA, împreună cu Departamentul Energiei al SUA și parteneri industriali, dezvoltă un sistem cu o putere de aproximativ 40 kW, capabil să funcționeze cel puțin zece ani pe suprafața Lunii, urmând să fie adaptat ulterior pentru Marte. Conceptul presupune o instalație complet autonomă, dotată cu un reactor, un sistem de disipare a căldurii, subsisteme de conversie a energiei și de distribuție în rețeaua locală, capabilă să asigure cu energie modulele de locuit, sistemele de susținere a vieții, mijloacele de comunicații și complexele de prelucrare a resurselor locale. Astfel de instalații nu depind de ciclurile zilnice, de furtunile de praf și de perioadele îndelungate de întuneric.

Energia solară, în ciuda posibilităților limitate de aplicare atât în condiții spațiale, cât și post-apocaliptice, nu este exclusă complet, ci este completată de noi soluții tehnologice.

Unul dintre cele mai reprezentative exemple este proiectul Blue Alchemist al companiei Blue Origin[20]. Aceasta este o tehnologie complexă care permite producerea de siliciu, metale, conductori, oxigen și celule solare funcționale din regolitul lunar (un amestec pulverulent de oxizi de siliciu, aluminiu, fier etc.) prin intermediul procesului de topire și electroliză (molten regolith electrolysis)[21].

O direcție distinctă o reprezintă adaptarea sistemelor de generare a energiei solare la condițiile de soare jos, umbre și nor de praf. Tehnologia Vertical Solar Array Technology (VSAT)[22] constă în panouri solare care se desfășoară vertical pe catarguri, care se ridică autonom la o înălțime de aproximativ zece metri deasupra suprafeței și sunt optimizate pentru a funcționa în regiunile polare ale Lunii, cu un unghi redus de incidență a razelor solare, un relief complex și umbre de lungă durată. Amplasarea verticală, posibilitatea de rotire și ghidarea automatizată permit captarea unui maxim de radiație directă și difuză chiar și în condiții de umbrire parțială și depuneri de praf, asigurând o generare stabilă de energie pentru infrastructura misiunilor Artemis și a viitoarelor baze lunare.

Energia nucleară și sistemele solare cu acumulatori, pe care se bazează NASA, sunt considerate singura opțiune realistă pentru Marte, unde nivelul mediu al radiației solare este de aproximativ 40–45% din cel terestru (adică de aproximativ 2,2–2,5 ori mai mic), iar furtunile globale de praf pot reduce semnificativ luminozitatea timp de săptămâni întregi. Într-un scenariu post-nuclear pe Pământ, această logică se aplică practic neschimbată așezărilor subterane și izolate. Instalațiile nucleare mici de tip Kilopower și sistemele mai puternice din clasa FSP pot constitui sursa de bază a energiei acolo unde este imposibil să se organizeze o logistică stabilă a combustibilului și nu se poate conta pe integritatea rețelelor principale.

A treia categorie – locuințe și protecție împotriva radiațiilor. Mediul marțian combină două riscuri cheie – doze ridicate de radiații cosmice și solare și amenințarea constantă a prafului abraziv. Acești factori necesită dezvoltarea de soluții tehnologice menite să creeze rapid adăposturi protejate din materiale locale, să reducă încărcătura de praf și să minimizeze ieșirea oamenilor la suprafață. Aceleași principii se aplică și Pământului post-nuclear, unde populația va trebui să trăiască în condiții de precipitații de praf radioactiv, infrastructură distrusă și acces limitat la materiale de construcție.

Unul dintre exemplele reprezentative este seria de proiecte NASA privind construcția 3D cu blocuri mari din solul local. Concursul 3D Printed Habitat Challenge (2015–2019)[23] a demonstrat că imprimantele robotizate pot crea pereți și cupole la scară reală, folosind un amestec de polimeri și simulante de regolit.

În paralel, NASA dezvoltă noi metode de sinterizare a solului fără lianți de ciment, precum și sinterizarea cu microunde a regolitei, în cadrul căreia stratul superficial al solului este încălzit cu microunde până la temperaturi de sinterizare. În cadrul programului MMPACT (Moon-to-Mars Planetary Autonomous Construction Technology) și al proiectului Olympus, realizat în colaborare cu compania de construcții ICON, se testează tehnologii de imprimare și formare automatizată a structurilor din regolit cu o intervenție umană minimă, inclusiv structuri cupolare și arcuite, destinate protecției permanente împotriva radiațiilor și temperaturilor extreme[24]. În condițiile unui dezastru nuclear, imprimantele 3D autonome sau semi-autonome pot utiliza solul local, cenușa și materialele fragmentate pentru ridicarea rapidă a adăposturilor și a structurilor subterane.

O altă direcție este sinterizarea cu microunde a regolitei, în care stratul superficial al solului este încălzit cu microunde până la temperaturi de sinterizare [25]. Acest lucru îi reduce porozitatea și transformă stratul afânat într-un monolit solid. Pentru spațiu, tehnologia este considerată o metodă de construire a pistelor de decolare și a drumurilor, pentru a reduce ridicarea prafului și a crește capacitatea portantă a suprafeței. Într-un scenariu post-nuclear, sinterizarea cu microunde are o importanță practică directă: compactarea stratului superficial de praf radioactiv reduce poluarea cu aerosoli, diminuează riscul de transport secundar al particulelor în adăposturi și permite crearea de zone sigure pentru echipamente și roboți autonomi.

Pe Marte se ia în considerare, de asemenea, amplasarea modulelor de locuit în tuburi de lavă (peșteri de origine vulcanică), întrucât stratul de rocă de la o adâncime de câțiva metri asigură o protecție fiabilă împotriva radiațiilor cosmice[26]. Un principiu similar este utilizat în proiectele de adăposturi îngropate – module precum, de exemplu, conceptul Mars Ice Home[27], dezvoltat de NASA Langley Research Center împreună cu Clouds AO și SEArch, presupun acoperirea învelișului cu un strat gros de sol sau gheață, care servește drept barieră naturală împotriva radiațiilor. Pentru un mediu cu un nivel ridicat de radiații de fond după un atac nuclear, aceasta înseamnă posibilitatea de a utiliza galeriile miniere existente, tunelurile, metroul și spațiile industriale subterane, precum și crearea rapidă a unor noi adăposturi prin foraj mecanizat și acoperirea ulterioară a structurilor cu un strat de pământ sau cenușă.

În toate scenariile de amplasare posibilă apare problema încărcării cu praf. Pe Marte, acesta este un praf de oxid cu dispersie ridicată și proprietăți electrostatice pronunțate, iar pe Pământul post-nuclear – cenușă radioactivă și aerosoli.

Pentru a proteja echipamentele și a menține funcționalitatea sistemelor energetice, NASA dezvoltă sisteme electrodinamice de curățare a suprafețelor (Electrodynamic Dust Shield, EDS). Aceste sisteme creează pe suprafața panourilor, a filtrelor sau a hublourilor un câmp electric variabil, capabil să ridice și să respingă particulele de praf și să prevină acumularea acestora[28]. Tehnologia a fost inițial destinată panourilor solare, sistemelor optice și suprafețelor exterioare ale aparatelor spațiale și platformelor de aterizare, dar este la fel de adecvată și în condiții de precipitații radioactive.

A patra categorie – producția de alimente. Pe Marte, livrarea de alimente de pe Pământ este limitată în mod fundamental, de aceea NASA elaborează modele în care alimentele și apa sunt produse local în circuite bioregenerative închise – acestea sunt tehnologii necesare și pentru supraviețuirea în adăposturi autonome și așezări subterane în condiții de contaminare radioactivă la scară largă și distrugerea infrastructurii.

La bază se află programul destul de vechi CELSS (Controlled Ecological Life Support System), în cadrul căruia NASA a cercetat cultivarea plantelor în hidroponie, aeroponie și acvaponie (creșterea combinată a peștilor și plantelor) cu reciclarea maximă a apei și a substanțelor nutritive[29]. Culturile selectate corespunzător (grâu, cartofi, salate, soia și altele) într-un mediu controlat cu iluminare artificială oferă un randament ridicat cu un consum minim de apă și spațiu.

Următorul exemplu îl constituie modulele de cultivare VEGGIE (Vegetable Production System) și APH (Advanced Plant Habitat) destinate Stației Spațiale Internaționale. VEGGIE este un sistem hidroponic simplu, dotat cu iluminare LED controlată, destinat cultivării salatelor și legumelor în condiții de microgravitație. APH este o cameră complet automatizată, dotată cu un sistem complex de senzori și de control al climatului, care permite desfășurarea de experimente de lungă durată cu diverse culturi. Rezultatele obținute în ceea ce privește spectrele de iluminare cu LED-uri, compoziția soluțiilor nutritive și selecția culturilor pot fi utilizate în serele subterane terestre.

O direcție separată este producția de alimente din proteine microbiene. De exemplu, în cadrul proiectului HOBI-WAN[30] al Agenției Spațiale Europene (European Space Agency, ESA), care colaborează cu NASA, se testează posibilitatea obținerii proteinei pulverulente Solein prin fermentație gazoasă: microorganismele se hrănesc cu un amestec de hidrogen, dioxid de carbon și azot (inclusiv componente din urina reciclată) și sintetizează proteine comestibile. Un bioreactor compact de acest tip nu necesită sol și lumină solară și, prin urmare, este esențial ca sursă de hrană de rezervă acolo unde nu este posibilă instalarea unor sere mari – de exemplu, în adăposturi autonome.

Astfel de scenarii sunt testate în cadrul programelor de izolare la sol, în special în cadrul CHAPEA (Crew Health and Performance Exploration Analog)[31]: echipaje formate din câte patru persoane trăiesc timp de un an într-un modul imprimat 3D, cu restricții stricte privind apa, energia și proviziile de hrană. Acolo se simulează regimurile alimentare, planificarea ciclurilor de însămânțare, distribuirea sarcinilor de îngrijire a serelor și de preparare a mâncării, precum și reacțiile comportamentale la deficit și izolare. Datele obținute descriu direct cum ar trebui organizată arhitectura resurselor și cea socială a unui adăpost autonom.

Ultima categorie de tehnologii cu potențial dublu – medicina și sprijinul psihologic al echipajului. Expediția marțiană combină izolarea de lungă durată, spațiul limitat, radiația crescută și imposibilitatea unei evacuări rapide. NASA, prin intermediul Programului de Cercetare Umană (HRP)[32], dezvoltă un set de soluții care asigură protecția organismului, asistență medicală autonomă și reziliența grupurilor mici în izolare.

Aceleași soluții, de fapt, descriu modul în care ar trebui organizate asistența medicală și sprijinul pentru sănătatea mintală în așezări subterane sau protejate de mici dimensiuni, în cazul unei contaminări radioactive la scară largă din exterior.

O direcție cheie a HRP și a institutului afiliat Translational Research Institute for Space Health (TRISH)[33] este trecerea la module autonome de diagnosticare și tratament, controlate de către echipaj fără intervenția personalului medical. TRISH finanțează dezvoltarea de sisteme de diagnosticare miniaturizate, biocipuri pentru monitorizarea țesuturilor, algoritmi de depistare precoce a bolilor și subsisteme de IA care analizează biomarkerii, comportamentul, somnul și efortul fizic pentru a prognoza riscurile și a alege contramăsurile fără a trimite probele pe Pământ. Acest lucru va permite adăposturilor autonome, în condițiile unui război nuclear, să mențină un nivel de bază al asistenței medicale cu un număr minim de specialiști calificați.

Experimentele pe termen lung de tip CHAPEA au furnizat date detaliate despre comportamentul echipajelor mici în condiții de izolare de mai multe luni, resurse limitate și întârzieri în comunicații. Pe baza rezultatelor acestora, au fost elaborate recomandări practice privind componența echipajului, arhitectura spațiului (cabine individuale obligatorii, zone de odihnă, imitație a luminii naturale), regimul de muncă și odihnă, procedurile de rezolvare a conflictelor și distribuirea responsabilităților.

În contextul unui buncăr autonom, astfel de recomandări pot servi drept bază pentru elaborarea unor reguli privind organizarea turelor, responsabilitățile fiecăruia, ritualurile și formele de comunicare care reduc riscul de conflicte și de destrămare a grupului etc.

Concluzii

Convergența strânsă dintre tehnologiile necesare pentru explorarea spațiului și cele necesare supraviețuirii în condițiile unui război nuclear înseamnă că existența propriilor programe „lunare” și „marțiene” devine un imperativ de supraviețuire și o condiție necesară pentru menținerea autonomiei strategice a oricărei mari puteri. Prioritățile politicii științifico-tehnice și industriale trebuie redistribuite în mod corespunzător. Creșterea bruscă a bugetelor spațiale pare inevitabilă.

Realizarea priorităților tehnologice corespunzătoare în cadrul unor programe spațiale prestigioase, de înalt statut, care alimentează mândria națională și sporesc prestigiul științei, este probabil cea mai eficientă opțiune de acțiune. Programele de mobilizare propriu-zise nu sunt, de regulă, prestigioase, iar importanța lor nu este conștientizată de societate și nici măcar de cea mai mare parte a elitei politice, până când nu devine prea târziu.

Termenele concrete de construire a bazelor marțiene sau lunare, a orașelor și a altor construcții fantastice sunt profund secundare. Primordială este realizarea priorităților corespunzătoare în crearea infrastructurii de mobilizare și a tehnicii spațiale cu dublă utilizare.

Colonizarea altor planete poate servi drept un obiectiv nobil, în jurul căruia se poate mobiliza societatea. Încercarea de a o mobiliza în jurul ideii construirii în masă a buncărelor antiatomice va duce, cu o probabilitate ridicată, la panică.

Pe de altă parte, odată cu dezvoltarea bazei tehnologice necesare, utilizarea acestor tehnologii „spațiale” în conformitate cu destinația lor oficială este pe deplin justificată din punct de vedere politic și științifico-tehnic.

Indiferent de obiectivele politice reale urmărite în dezvoltarea tehnologiilor de colonizare spațială, consecințele acestora asupra stabilității strategice trebuie să facă obiectul unei discuții internaționale.

NOTE:

[1] Trevithick J. Owning SpaceX’s Starship Rockets Could Be in Department of Defense’s Future // The War Zone. 02.02.2024. URL: https://www.twz.com/space/owning-spacexs-starship-rockets-could-be-in-department-of-defenses-future (дата обращения: 13.04.2026).

[2] Musk E. Making Humans a Multiplanetary Species // National Space Society. URL: https://nss.org/elon-musk-making-humans-a-multiplanetary-species/ (дата обращения: 13.04.2026).

[3] Musk E. Making Humans a Multiplanetary Species // New Space. 2017. Vol. 5. No. 2. P. 46–61.

[4] Fission Surface Power System Overview // NASA, Nuclear and Emerging Technologies for Space (NETS) Conference. 2023. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/2023000 6731/downloads/NETS%202023%20FSP%20Presentation%20FINAL.pdf (дата обращения: 13.04.2026).

[5] Fission Surface Power Project Overview // NASA. 2024. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20240015571 (дата обращения: 13.04.2026).

[6] Fission Surface Power System Overview // NASA, Nuclear and Emerging Technologies for Space (NETS) Conference. 2023. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20230006731/downloads/NETS%202023%20FSP%20Presentation%20FINAL.pdf (дата обращения: 13.04.2026).

[7] NASA’s Fission Surface Power Project Energizes Lunar Exploration // NASA. URL: https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/glenn/nasas-fission-surface-power-project-energizes-lunar-exploration/ (дата обращения: 13.04.2026).

[8] Moon to Mars Architecture: Strategy and Objectives // NASA. 2026. URL: https://www.nasa.gov/moontomarsarchitecture-strategyandobjectives/ (дата обращения: 13.04.2026).

[9] Curiosity Rover: Science // NASA. URL: https://science.nasa.gov/mission/msl-curiosity/science/ (дата обращения: 13.04.2026).

[10]  Mars 2020 Perseverance // NASA. URL: https://science.nasa.gov/mission/mars-2020-perseverance/ (дата обращения: 13.04.2026).

[11] Hoffman J.A. et al. Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) – Preparing for Human Mars Exploration // Science Advances. 2022. Vol. 8. No. 35: eabp8636.

[12] NASA’s Treasure Map for Water Ice on Mars // NASA. URL: https://www.nasa.gov/solar-system/nasas-treasure-map-for-water-ice-on-mars/ (дата обращения: 13.04.2026).

[13]  Moon to Mars Architecture: Strategy and Objectives // NASA. URL: https://www.nasa.gov/moontomarsarchitecture-strategyandobjectives/ (дата обращения: 13.04.2026).

[14] Yijun Liu et al. Recent Advances in Pressure Swing Adsorption for Oxygen Production: A Review // ACS Omega 8. 2023. No. 17. P. 14800–14815.

[15] An Introduction to Biogas and Biomethane // IEA, Outlook for Biogas and Biomethane: Prospects for Organic Growth. 2020. URL: https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth/an-introduction-to-biogas-and-biomethane (дата обращения: 13.04.2026).

[16] Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1) // NASA. URL: https://www.nasa.gov/mission/polar-resources-ice-mining-experiment-1-prime-1/ (дата обращения: 13.04.2026).

[17] NASA Ends VIPER Project, Continues Moon Exploration // NASA. 17.07.2024. URL: https://www.nasa.gov/news-release/nasa-ends-viper-project-continues-moon-exploration/ (дата обращения: 13.04.2026).

[18] Demonstration Proves Nuclear Fission System Can Provide Space Exploration Power // NASA. 02.05.2018. URL: https://www.nasa.gov/news-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power/ (дата обращения: 13.04.2026).

[19] Fission Surface Power // NASA. URL: https://www.nasa.gov/exploration-systems-development-mission-directorate/fission-surface-power/ (дата обращения: 13.04.2026).

[20] Blue Alchemist Powers Our Lunar Future // Blue Origin. URL: https://www.blueorigin.com/news/blue-alchemist-powers-our-lunar-future (дата обращения: 13.04.2026).

[21] Blue Alchemist Hits Major Milestone Toward Permanent, Sustainable Lunar Infrastructure // Blue Origin. URL: https://www.blueorigin.com/news/blue-alchemist-hits-major-milestone-toward-permanent-sustainable-lunar-infrastructure (дата обращения: 13.04.2026).

[22] Vertical Solar Array Technology (VSAT) // NASA TechPort. URL: https://techport.nasa.gov/projects/116305 (дата обращения: 13.04.2026).

[23] 3D-Printed Habitat Challenge // NASA. URL: https://www.nasa.gov/prizes-challenges-and-crowdsourcing/centennial-challenges/3d-printed-habitat-challenge/ (дата обращения: 13.04.2026).

[24] Clinton R.G.Jr. et al. NASA’s Moon-to-Mars Planetary Autonomous Construction Technology Project: Overview and Status (Ppresentation at the 73rd International Astronautical Congress, Paris, September 18–22, 2022) // NASA. URL: https://lsic.jhuapl.edu/uploadedDocs/focus-files/1131-E%26C%20Monthly%20Meeting%20-%202022%2001%20January_Presentation%20-%20NASA%20Clinton.pdf (дата обращения: 13.04.2026).

[25] Clinton R.G.Jr. et al. Moon Village: Microwave Construction Capabilities (MSCC) Overview (Presentation, NASA Marshall Space Flight Center, December 9, 2020) // NASA. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20205010871/downloads/Moon%20Village-MSCC%202020-12-09.pptx.pdf (дата обращения: 13.04.2026).

[26] Zastrow M. Lava Tubes: Nature’s Shelters for Cosmic Colonization // Astronomy. 26.07.2023. URL: https://www.astronomy.com/space-exploration/lava-tubes-natures-shelters-for-cosmic-colonization/ (дата обращения: 13.04.2026).

[27] Mars Ice Home // Clouds Architecture Office. URL: https://cloudsao.com/MARS-ICE-HOME (дата обращения: 13.04.2026).

[28] Buhler C.R. et al. Current State of the Electrodynamic Dust Shield for Mitigation (Presented at the Impact of Lunar Dust on Human Exploration Workshop, Houston, TX, February 11–13, 2020) // NASA. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20200000920/downloads/20200000920.pdf (дата обращения: 13.04.2026).

[29] Buhler C.R. et al. Electrodynamic Dust Shield for Dust Mitigation on Planetary Surfaces // Acta Astronautica. 2021. Vol. 180. P. 163–172.

[30] Protein Out of Thin Air: ESA’s Pilot Project HOBI-WAN Launched // European Space Agency (ESA). 03.11.2025. URL: https://www.esa.int/Newsroom/Press_Releases/Protein_Out_of_Thin_Air_ESA_s_pilot_project_HOBI-WAN_launched (дата обращения: 13.04.2026).

[31] Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA) // NASA. URL: https://www.nasa.gov/humans-in-space/chapea/ (дата обращения: 13.04.2026).

[32] Human Research Program (HRP) // NASA. URL: https://www.nasa.gov/hrp/ (дата обращения: 13.04.2026).

[33] The Translational Research Institute for Space Health (TRISH) // NASA. URL: https://www.nasa.gov/hrp/the-translational-research-institute-for-space-health-trish (дата обращения: 13.04.2026).

(Preluat de la revista ”Russia in Global Affairs”)