Spośród stu projektów marsjańskich kolonii nadesłanych z całego świata organizacja Mars Society wybrała tylko dziesięć. Ich autorzy szczegółowo zaprezentują swoje rozwiązania w USA. Do finału Mars Colony Prize dostały się aż dwie ekipy z Polski. Oba to zespoły studentów naszej uczelni!

Polskie propozycje marsjańskiego osiedla to „Ideacity” i „Twardowsky”. Do finału zakwalifikowały się obok projektów opracowanych przez Rosjan, Szwedów, Amerykanów, Francuzów i Szwajcarów. Teraz czeka je prezentacja przed jurorami konkursu podczas Mars Society Convention w połowie października na Uniwersytecie Południowej Kalifornii.

Trzy najlepsze projekty poznamy wieczorem 19 października. Ich autorzy zostaną nagrodzeni kolejno kwotami – 10, 5 i 2,5 tys. dolarów. Wszyscy półfinaliści – czyli 25 zespołów wskazanych przez jury w maju – mogą też opublikować artykuły na temat swoich rozwiązań w książce „Mars Colonies: Plans for Settling The Red Planet” („Marsjańskie kolonie: Plany zasiedlenia Czerwonej Planety”).

Dr Robert Zubrin, założyciel organizacji Mars Society, będący znanym inżynierem lotniczym i astronautycznym od lat propagującym ideę eksploracji Czerwonej Planety, komentując zgłoszone prace, podkreślał: - Jestem pod ogromnym wrażeniem jakości nadesłanych projektów. Zespoły zbadały wszystkie aspekty kolonizacji Marsa, a wiele zaproponowało oryginalne rozwiązania w każdym obszarze. Dostaliśmy tak wiele świetnych zgłoszeń, że ograniczenie się do wyboru kilku było wręcz bolesne.

Import i eksport z Czerwonej Planety

Mars Society oczekiwało od uczestników konkursu projektów samowystarczalnej marsjańskiej kolonii dla tysiąca osób. Osiedle powinno importować jak najmniej towarów z Ziemi, a jednocześnie produkować towary na eksport, by mieć się z czego utrzymywać. Musi samo wytwarzać jedzenie dla swoich mieszkańców, podobnie jak materiały budowlane potrzebne do stopniowego rozbudowywania się oraz m.in. energię, ubrania, pojazdy, maszyny i wszystkie produkty codziennego użytku – jak w typowym ziemskim mieście.

Projektanci musieli wziąć pod uwagę wiele ograniczeń wynikających z warunków panujących na Czerwonej Planecie – jak choćby mniejszą żyzność marsjańskiej gleby w porównaniu do ziemskiej czy wahania temperatur od minus 140 st. C. do nawet plus 30. W codziennym funkcjonowaniu mieszkańcom kolonii mają jednak pomagać roboty i sztuczna inteligencja.

W czym życie na Marsie będzie lepsze?

Za swoje opracowania uczestnicy konkursu mogli zdobyć sto punktów. Najwięcej (40) za projekt techniczny i opis, jakie systemy zostaną wykorzystane w kolonii i jak będą działały. 30 punktów to pula za kwestie związane z ekonomią i samowystarczalnością bazy. Po 10 punktów Mars Society przyznawał za rozwiązania dotyczące zagadnień społecznych i kulturalnych, politycznych i organizacyjnych oraz za estetykę kolonii – która jest ważna m.in. dlatego, że kolonia ma zarabiać także na ziemskich turystach.

Organizator postawił przed projektantami bardzo konkretne pytania – m.in. jak powinno wyglądać marsjańskie społeczeństwo? W jaki sposób – biorąc pod uwagę „świeży start” życia na Marsie – może być ono lepsze od życia na Ziemi? Czy też: w jaki sposób kolonia ma sobą zarządzać?

Na wszystkie te pytania i techniczne wyzwania uczestnicy konkursu mieli odpowiedzieć projektami opisanymi na zaledwie 20 stronach. Teraz najlepsi dostaną 20 minut na bardziej szczegółowe wyjaśnienia przed panelem jurorów w finale konkursu oraz pięć minut na odpowiedzi na ich pytania.

Miasto pod marsjańską ziemią

„Ideacity” stworzyła grupa Innspace, która może pochwalić się także innym tegorocznym sukcesem – zwycięstwem w paryskim konkursie Student Aerospace Challenge. Zespół tworzą Beata Suścicka z Wydziału Architektury, Magdalena Łabowska i Piotr Torchała z Wydziału Mechanicznego oraz Justyna Pelc i Andrzej Reinke z Wydziału Informatyki i Zarządzania.

Ich projekt wykorzystuje renesansową koncepcję miasta idealnego. Zakłada więc krótkie odległości (miasto mieści się na planie sześciokąta o boku 400 m), centrum będące głównym punktem kolonii i stworzenie sieci zarówno podziemnych tuneli pozwalających poruszać się po mieście bez narażania się na zewnętrzne warunki, jak i dróg na powierzchni umożliwiających ruch pojazdów z ładunkami. Bliżej centrum studenci zaprojektowali budynki przeznaczone do codziennego funkcjonowania, natomiast na zewnętrznej części miasta ulokowali zabudowania przemysłowe. Większość zabudowy znajduje się pod ziemią, co pozwala chronić mieszkańców przed promieniowaniem.

- Centrum jest miejscem spotkań i rozrywki dla całej kolonii, mamy sporo budynków mieszkalnych, które są podzielone na strefy prywatne i wspólne – opowiada Justyna Pelc. – Postawiliśmy duży nacisk na integrację społeczną. Dzięki temu mieszkańcy kolonii będą mogli dobrze się poznać i poczuć wspólnotą, co znacząco wpłynie na jakość ich życia. Największą część obszaru zajmą uprawy, będące źródłem żywności dla całej kolonii. Kolejną rozbudowaną strefą będzie ta przemysłowa, na którą złożą się magazyny, produkcja, fabryki i oczyszczalnie. Ważnym punktem będzie ośrodek badawczy, połączony z placówkami medycznymi. Uwzględniliśmy również m.in. hotel, dom modlitw, placówki edukacyjne, centrum sportowe i ogrody.

- Wielokrotnie poprawialiśmy nasz projekt – podkreśla Beata Suścicka, architekt w projekcie. – Kolejne analizy pozwalały nam dopracować wszystkie ścieżki, dzięki czemu przepływ ludzi i ładunków na terenie kolonii jest zoptymalizowany.

Monitoring zdrowia psychicznego kolonistów

„Ideacity” miałaby powstać na gładkiej równinie Arcadia Planitia. Studenci wybrali ten obszar ze względu na uformowanie terenu i dostęp do zasobów (badania pokazują, że może tam być woda). Ponieważ SpaceX Elona Muska rozważa właśnie tę lokalizację jako najlepsze miejsce do lądowania na Marsie i rozwijania tam osady, będzie to też prawdopodobnie najlepiej poznany obszar na Marsie.

- Długa praca kolonistów na otwartej przestrzeni Marsa jest niebezpieczna ze względu na panujące tam warunki, czyli m.in. promieniowanie, niskie temperatury i burze piaskowe, dlatego postanowiliśmy zautomatyzować proces budowy kolonii – opowiada Suścicka. – Proponujemy użycie zrobotyzowanych drukarek 3D, tworzących większość budynków z marsjańskiej gleby, regolitu, czyli surowca, którego na Czerwonej Planecie jest pod dostatkiem. Znacznie zmniejszy to koszty i uprości proces tworzenia kolonii.

Projektanci „Ideacity” zwracają uwagę, że kluczowym aspektem życia na Marsie jest monitoring procesów życiowych oraz aspektów psychologicznych życia osadników.

– Z uwagi na panujące warunki i specyfikę funkcjonowania takiej kolonii istnieje potrzeba śledzenia stanu zdrowia w czasie rzeczywistym – przekonuje Andrzej Reinke. – Dlatego w naszym mieście zbieralibyśmy dane takie jak m.in. ciśnienie tętnicze osadników czy poziom cukru. Równie ważne byłoby dla nas gromadzenie i śledzenie w dużym okresie zmian tych parametrów. Do analiz krótkofalowych i długofalowych używalibyśmy algorytmów do analiz statycznych (tzw. algorytmów sztucznej inteligencji), ale jako, że nie przewidujemy w jakimś krótkim czasie wymyślenia tzw. generalnej sztucznej inteligencji  (General Artificial Intelligence), ważne jest dla nas to, by lekarze mieli nad tym kontrolę. Z kolei do ewaluacji stanu psychicznego kolonistów prowadzilibyśmy monitoring zachowania i percepcji twarzy. Wszystko to, by kontrolować, jak dany osadnik się czuje, jakie emocje mu towarzyszą i jak może się czuć w najbliższym czasie. Bardzo podobne systemy są obecnie używane i badane w przemyśle samochodowym, to tzw. systemy HMI. Oczywiście dane te analizowalibyśmy w długim okresie, żeby nie przytłoczyć mieszkańców ciągłym monitoringiem. Będzie nam zależało na wyłapaniu stanów np. chronicznej depresji niż pojedynczych zmian nastroju. Kolonia dbałaby także o wysoką świadomość mieszkańców związaną z własnym zdrowiem, zachęcając ich do zgłaszania się po pomoc, jeśli poczują się nie najlepiej.

Ci przemęczeni życiem w osadzie będą też mogli skorzystać z marsjańskiego biura podróży oferującego zarówno zwiedzanie atrakcji naturalnych – jak np. wspinaczka na najwyższy szczyt planety – czy przygotowanych przez twórców kolonii.

Zieleń i wodospady

Nad „Twardowsky’m” pracowali natomiast wspólnie studenci i doktoranci skupieni wokół inicjatywy badawczej Space is More i Projektu Scorpio z pomocą kilku członków z Koła Naukowego MOS i inicjatywy LabDigiFab. Zespół tworzyło aż 19 osób: Joanna Kuźma, Natalia Ćwilichowska, Katarzyna Lis, Sławek Malkowski, Dariusz Szczotkowski, Szymon Łój, Orest Savystskyi, Dominik Liskiewicz, Wojciech Fikus, Jakub Nalewaj, Anna Jurga, Leszek Orzechowski, Bartosz Drozd, Paweł Górniak, Krzysztof Ratajczak, Paweł Piszko, Maciej Piorun, Amanda Solaniuk i Anna Wójcik.

Ich kolonia miałaby powstać w kraterze Jezero, który jest planowanym miejscem lądowania misji Mars 2020 amerykańskiej agencji NASA. Mieszkańcy byliby tam podzieleni na grupy po dwieście osób.

– W ten sposób mają szansę się poznać, nie być anonimowymi w tłumie – wyjaśnia Orest Savytskyi, student z Wydziału Architektury, który w projekcie zajmował się kwestiami architektonicznymi i urbanistycznymi. – A to ważne choćby ze względu na ryzyko anomii, czyli poczucia niepewności i bezcelowości, jakiego może doświadczyć człowiek w takiej bazie ze względu na nowe miejsce i zerwanie dotychczasowych kontaktów. Tego chcemy oczywiście uniknąć. Dlatego mniejsze grupy, ale także i inne rozwiązania, jakie zaproponowaliśmy, np. w naszej kolonii mieszkańcy przebywaliby w dużych otwartych przestrzeniach. Zaprojektowaliśmy naprawdę olbrzymią przestrzeń, do tego w układzie tarasowym, co otwiera widok na cały obiekt. Mieszkania kolonizatorów sąsiadowałyby tam m.in. z restauracjami, kafejkami, sklepami czy placówkami medycznymi. Nie byłoby tam więc martwych sypialnianych uliczek, które mogłyby przygnębiać.

- Oprócz tego w naszej kolonii zaprojektowaliśmy dużo otwartych terenów z zielenią, a do tego wodospady, co razem tworzy miejsca, które uspokajają i koją – dodaje Natalia Ćwilichowska, studentka z Wydziału Chemicznego na co dzień pracująca przy Projekcie Scorpio, a w „Twardowskym” odpowiedzialna za opracowanie systemów podtrzymywania życia. – „Twardowsky” dzieliłby się na pięć jednostek połączonych wspólnym „hubem” w formie placu głównego, gdzie ulokowaliśmy najwięcej miejsc związanych ze spędzaniem czasu wolnego i rozrywką. Stamtąd kursowałaby kolejka, a dalej znajdowałaby się część związana z produkcją dóbr. W każdej planowanej przez nas jednostce umieściliśmy rośliny, z których ma powstawać żywność. Jednym z powodów takiego rozwiązania jest właśnie umożliwienie mieszkańcom przebywania wśród zieleni. Drugim są kwestie bezpieczeństwa. Gdybyśmy skoncentrowali wszystkie rośliny w jednym miejscu i coś zaatakowałoby uprawy, np. wirus, to wówczas kolonia mogłaby bardzo szybko stracić źródło pożywienia. Dekoncentracja pozwala uniknąć takiego zagrożenia.

 Natalia tłumaczy, że wytwarzanie żywności w „Twardowskym” opierałoby się o akwaponikę, czyli połączenie hodowli ryb w wielkich akwariach z uprawą roślin w wodzie (w ten sposób unikają problemu z zimną marsjańską glebą).

– Odchody ryb stanowią dodatkową odżywkę dla roślin – opowiada. – Postawiliśmy na takie rozwiązanie, bo dieta oparta o rośliny i ryby będzie bardziej zbilansowana.

Kolonia na dużą skalę zajmowałaby się recyklingiem produktów. Np. z włókien celulozowych wytwarzałaby tam ubrania, a z innych odpadków roślinnych… marsjańską wódkę.

– To nie żart. Zaprojektowaliśmy nawet jej etykiety – zapewnia Orest. – By eksport z Marsa się opłacał, musimy na Ziemię wysyłać towary luksusowe. A kto nie chciałby spróbować wódki z Marsa? Kolonia mogłaby zarabiać także sprzedażą terenów pod hotele i restauracje.

Więcej szczegółów na temat projektu „Twardowsky’ego” także w naszym tekście na temat projektu.

Listę finalistów Mars Colony Prize Competition można znaleźć na stronie Mars Society.

Lucyna Róg