O tym, dlaczego warto wydawać na programy kosmiczne, gdzie NASA szuka życia poza Ziemią i jak chciano stworzyć kosmiczne mrówki-roboty, rozmawiamy z Arturem B. Chmielewskim, polskim inżynierem w słynnym JPL, centrum lotów bezzałogowych NASA, a prywatnie synem autora komiksów „Tytus, Romek i A’Tomek”.
Wybrałbyś się na spacer po Marsie, gdyby to było możliwe?
Nie jestem zainteresowany byciem astronautą. Życie w przestrzeni kosmicznej, szczególnie w stanie nieważkości, nie jest takie przyjemne. Astronauci o tym nie mówią, bo chcą być twardzielami, ale w stanie nieważkości woda rozchodzi się równomiernie po ciele – inaczej niż na Ziemi, gdzie jest grawitacja – a to powoduje ogromny ból głowy. Człowiek jest zdezorientowany, bo nie wie, gdzie jest góra, gdzie dół, a na stacji kosmicznej dzień i noc zmieniają się jeszcze co 90 minut. Na Marsie doba jest już podobna do tej na Ziemi, a grawitacja to około 38% naszego przyciągania. Mógłbym tam polecieć, żeby trochę stracić na wadze. Jeśli tutaj ważę 70 kg, to na Marsie byłoby to ok. 27 kg. Schudłbym nawet za dużo.
Wyjątkowa lekkość bytu, czerwona planeta pod stopami, różowe niebo nad głową – czego jeszcze byśmy tam doświadczyli, co byśmy zobaczyli?
Na Marsie jest trochę tlenu, 0,1%, ale to ułamek tego, ile mamy go na Ziemi – 21%, więc potrzebowalibyśmy aparatury do oddychania. Nad naszymi głowami latałyby drony. Pierwszy z nich, Ingenuity, poleciał tam z łazikiem Perseverance. Dostałem właśnie zadanie, by zbudować kolejne helikoptery na Marsa. To już będą duże maszyny, 6-śmigłowe, wielkości samochodu. Ingenuity jest wielkości pudełka na buty – testujemy, czy w ogóle można latać w tak rzadkiej atmosferze. Na Marsie będzie też baza zbudowana przez roboty i pokryta grubą warstwą regolitu, żeby zatrzymać promieniowanie kosmiczne. Ale wewnątrz może być wspaniale.
Na początku na Marsa polecą 4 osoby, najpewniej około 2035 roku. Chyba że wyprzedzą nas takie firmy, jak SpaceX Elona Muska, które nie muszą gwarantować tego samego poziomu bezpieczeństwa astronautom, co my, NASA, a nawet kupować im biletu powrotnego. Wiemy, że pierwszą osobą, która stanie na Marsie, będzie kobieta. Potrzebujemy tam bazy, bo lot na Czerwoną Planetę trwa 6-7 miesięcy, a na powierzchni musimy pozostać 1,5 roku, nim planety ponownie się zbliżą. Z czasem będzie tam więcej osób – naukowcy, geolodzy, inżynierowie, programiści, lekarze, może nawet i socjolodzy. Będą budować miasta.
Czyli tak będzie wyglądał nasz przyszły dom, przyczółek dla ludzkości?
Prędzej czy później coś w nas uderzy, tak, jak to było 65 mln lat temu. W półwysep Jukatan uderzyła wtedy asteroida lub kometa, wciąż nie mamy pewności. Miała mniej więcej 7 km średnicy, ale tyle pyłu wzbiło się w atmosferę, że zablokowało to Słońce i wszystko zaczęło umierać. Jeśli chcemy przetrwać jako gatunek, musimy mieć bazę na Marsie. Jest on o wiele ciekawszy dla ludzi niż Księżyc. Jest tam atmosfera, jest sporo wody. Łazik Perseverance ma za zadanie sprawdzić, czy potrafimy przetworzyć dwutlenek węgla z atmosfery marsjańskiej na tlen do oddychania i jednocześnie do paliwa rakietowego. Chcemy tam budować społeczność. Stajemy przed ciekawym momentem w historii ludzkości. Nasza cywilizacja testowała już monarchię, parlamentaryzm, dyktaturę, komunizm… Jaki system będzie najlepszy, kiedy tworzymy nowe społeczeństwo?
Elon Musk, o którym już wspomniałeś, ma na to odpowiedź. Jego zdaniem byłaby to demokracja bezpośrednia. Ale zanim przejdziemy do organizacji życia, zatrzymajmy się na samym życiu… Przypomnę słowa, które padły w NASA 18 lutego: ” Perseverance bezpiecznie wylądował na powierzchni Marsa i jest gotowy do poszukiwania oznak dawnego życia”. Jakie to będzie życie? Czy chodzi tylko o bakterie? Nie ma szans na kosmoczki, lunaszki czy chociaż jakiegoś karbulota?
Widzę, że czytałaś „Tytusa, Romka i A’tomka”!
Przyznaję, mogę mieć kilka egzemplarzy…
W trzecim wydaniu Księgi III ojciec narysował też mnie, jak oprowadzam Tytusa po centrum NASA. Wracając do życia, Mars i Ziemia są rówieśnikami, mają 4,6 mld lat, a 3,8 mld lat temu obie planety wyglądały podobnie: miały dużo wody, rzeki, jeziora, morza. Mars miał gęstsza atmosferę niż teraz. Na Ziemi wytworzyło się życie, czy powstało ono na Marsie? Jeśli powstało, to jak daleko się rozwinęło? Perseverance wylądował właśnie w miejscu, gdzie są stromatolity (“twór wapienny powstały głównie z sinic” – red. za SJP PWN), które na Ziemi były zbudowane przez pierwsze bakterie. Będzie jeździł i szukał życia sprzed prawie 4 mld lat.
Może więc to my jesteśmy kosmitami? Tym gatunkiem, który będzie kiedyś zdolny do odnalezienia innej cywilizacji?
Na pewno idziemy do przodu. Pytanie, czy robimy to dobrze, czy po drodze się nie wymordujemy? Mamy w sobie coś takiego, że dążymy do konfliktu, zamiast pokoju i wzajemnego pomagania. Czy to my jesteśmy tym życiem, które skontaktuje się z inną cywilizacją? Mamy możliwość lotów kosmicznych od mniej niż 70 lat. Pierwszy był Sputnik, drugi, mało kto o tym pamięta, Explorer 1, stworzony w JPL (Jet Propulsion Laboratory, Laboratorium Napędu Odrzutowego – przyp.) – centrum lotów bezzałogowych NASA, gdzie pracuję. Nasza cywilizacja ma około 5 tysięcy lat, antropolog może podałby lepsze daty. Jako gatunek mamy 200-300 tys. lat. Wszechświat powstał 13,8 mld lat temu. Jak będziemy mogli porównać się z cywilizacją, która powstała milion, 10 milionów, 100 milionów lat temu? Oczywiście, będzie też gdzieś życie, które dopiero się rozwija i będą to prymitywne formy. Jednak dystanse w rozwojach między cywilizacjami mogą być niesamowite, dystanse między planetami, gdzie życie mogło się rozwijać, również są niesamowite. Nie ma na Ziemi kosmitów, bo jesteśmy jak mrówki w Los Angeles, które nie wiedzą, że są też mrówki w Warszawie. Mogą myśleć, że są jedyne na świecie, bo nie mają ze sobą kontaktu. A gdzieś mogą być większe, szybsze czy mądrzejsze mrówki, ale o tym nie wiedzą.
Gdzie jeszcze w takim razie może w kosmosie być życie?
Szukamy go w tych miejscach, gdzie myślimy, że są do tego warunki: płynna woda, węglowodory i energia. Zacznijmy od Układu Słonecznego. Merkury jest za blisko Słońca. Wenus to prawdziwe piekło, 460 stopni na powierzchni, deszcze kwasu siarkowego i wysokie ciśnienie, a statek, który tam wylądował (sowiecka Wenera 1 – przyp.), przetrwał chyba tylko 2 godziny. Jest Ziemia, na której żyjemy. Mars, na którym można żyć. Asteroidy, na których byłoby to ciężkie, bo przyciąganie jest małe, brakuje też gęstszej atmosfery. Jowisz nie ma powierzchni, to kula gazowa, podobnie Saturn. Ciekawe są jednak ich księżyce: Tytan i Enceladus, krążące wokół Saturna, oraz Europa i Ganimedes, czyli satelity Jowisza.
Ludzie myślą własnymi kategoriami, dlatego długo szukaliśmy takich planet jak Ziemia, w odpowiednim dystansie od gwiazdy-Słońca, z wodą na powierzchni. Okazało się, że ziemskie oceany to ewenement. Jest wiele wody w kosmosie, ale są to oceany podskórne. Europa, księżyc Jowisza, ma warstwę lodu, a pod nią płynną wodę. Myśleliśmy, że nie ma życia bez energii słonecznej, ale okazuje się, że w naszych oceanach, na samych dnach, gdzie Słońce nie dociera, bo jest tak głęboko, są różnego rodzaju organizmy wokół pęknięć tektonicznych. Zaczęliśmy więc szukać czegoś, co NASA nazywa ocean worlds, wodne światy. Na powierzchni Tytana są jeziora z płynnego etanu i metanu, a pod spodem ocean wody. Mimo że nie dociera tam światło, energia powstaje z tego, że ów księżyc, orbitując dookoła planety, zmienia kształt, pulsuje. Jest energia, jest woda, są tam też węglowodory. Może jest i życie.
To kiedy NASA tam leci? I co zbudujesz dla tych misji?
Pierwsza sonda będzie wystrzelona za kilka lat, to misja Europa Kliper. Będziemy tylko orbitować nad księżycem Jowisza. Będzie misja Dragonfly, drona latającego po Tytanie. To fascynujące, bo Tytan, mimo że jest księżycem, ma gęstszą atmosferę niż Ziemia, więc powinno się tam łatwo latać. Dron będzie lądował w miejscach, gdzie woda mogłaby się wydostawać przez pęknięcia, na przykład spowodowane uderzeniem meteorytów. Pracowałem nad misją, która miała wysłać na Tytana łódź podwodną. Enceladus też jest ciekawy, bo ma gejzery. Chcemy wysłać tam misję, która „powącha”, co w nich jest. Szukamy ponadto znaków życia poprzez obserwacje spektroskopowe na planetach, które odkrywamy wokół innych gwiazd.
Jak planuje się misje NASA? Co decyduje, że wybiera się dany kierunek, pomysł?
NASA ma dobry sposób, który polecam też w innych dziedzinach. Przeważnie dyskusje wygrywa ten, kto jest najlepszym mówcą, ma charyzmę, pozycję. Jeśli ktoś jest nieśmiały, to nawet mając najlepszy pomysł, może przegrać. Dlatego NASA opiera się na Decadal Survey – co 10 lat naukowcy zbierają się i ustalają priorytety, co jest najważniejsze w nauce i badaniu Ziemi oraz przestrzeni kosmicznej. Każdy może wysłać krótki referat ze swoim pomysłem na misje i badania. NASA stara się później realizować te priorytety. Następny taki plan na misje międzyplanetarne ukaże się w 2023 roku.
Co, twoim zdaniem, będzie na szczycie tej listy?
Jeśli chodzi o Ziemię, to priorytety są jasne – musimy badać zmiany klimatu, w jaki sposób zanieczyszczamy powietrze i wodę, bo dochodzimy do momentu, w którym naprawdę boimy się o przetrwanie ludzkości. Jeśli chodzi o kosmos, wyznacza się priorytety dla badań załogowych i bezzałogowych. W przypadku tych pierwszych chcemy polecieć na Księżyc i zbudować tam bazę. NASA chciałaby jednak, by Księżyc był eksplorowany przez prywatne ręce i przemysł. Jesteśmy też bardzo zainteresowani lotem na Marsa. W przypadku lotów bezzałogowych szukamy życia w takich miejscach jak Europa, Tytan, Enceladus, księżyc Neptuna Tryton. Tam, gdzie znajdują się wodne światy.
Czy Polska ma szansę stać się częścią którejś z tych misji? Na czym powinni się skupić nasi naukowcy i biznes?
Trzeba zacząć od tego, by Polacy zrozumieli, dlaczego lata się w kosmos. Perseverance wylądował 4 metry od miejsca, w którym chcieliśmy wylądować, a przeleciał 470 mln km. Pieniądze, które wydaliśmy na tę technologię, nie poleciały na Marsa w kuferku z dolarami, trafiły do naukowców, którzy zostali postawieni przed najtrudniejszymi wyzwaniami swojego życia. Chciałbym, żeby Polacy też podejmowali te wyzwania, a pieniądze szły do genialnych inżynierów i naukowców, rozwijały technologię, z której korzystałyby potem inne firmy i sprzedawały swoje produkty całemu światu. Ameryka to właśnie robi, na przykład 6 z 7 użytych w iPhone technologii jest kosmicznych, chyba tylko ekran dotykowy nie jest kosmiczny. A przecież mamy w Polsce genialnych ludzi. Kiedy polscy studenci przyjeżdżają do nas na konkursy łazików, jesteśmy nimi zachwyceni. Trzeba dawać im wyzwania, bo wtedy z programu kosmicznego będą tworzyć mnóstwo firm. Moje centrum, JPL, co roku dostaje 250 mln dolarów z licencji, akcji itd. tytułem różnego rodzaju wynalazków, które są tworzone przy okazji programów kosmicznych. Nie jest więc istotne, jaki będzie ten pierwszy krok, czy Polacy polecą na Księżyc, czy stworzą konstelację satelitów dookoła Ziemi, która będzie pomagać z kosmosu rolnikom i ostrzegać przed suszami. Chodzi o to, by Polska jako społeczeństwo zrozumiała, że program kosmiczny to inwestycja, która przynosi niesamowite zyski, tworzy miejsca pracy dla młodych ludzi i wciąga państwo do światowej elity.
Niedawno wydałeś książkę, której tytuł brzmi „Kosmiczne wyzwania”, a jej motto – które mnie urzekło i rozbawiło – to „wystarczy pokombinować’. Zapytam więc, która z misji z ramienia NASA, za którą byłeś odpowiedzialny, okazała się największym wyzwaniem i trzeba było nieziemsko pokombinować?
Dobrze pamiętam tę misję. Była sobota, 10 rano, ładna pogoda, jak to w Kalifornii, miałem właśnie iść pograć w tenisa, ale dostałem telefon od swojego dyrektora: Art, come to the lab (Art, przyjedź do laboratorium). Okazało się, że na jednej z planet poza Układem Słonecznym ma być metan, a jest on często produkowany przez życie, więc wszyscy chcieli zdjęcia tej planety. To nie mogła być jakaś kropka, musieliśmy zbudować odpowiedni teleskop. Zrobiliśmy z inżynierami obliczenia i wyszło nam, że ten teleskop, by zrobić dobre zdjęcie, musiałby być wielkości Stadionu Narodowego – i że potrzebujemy 23 takie teleskopy. Jak go zbudować? Nie można było go skonstruować ze stali, szkła czy aluminium. Stwierdziliśmy, że będzie z bardzo cienkiej folii i będzie nadmuchiwany. Choć będzie duży, do wystrzelenia można zapakować go do czegoś, powiedzmy, wielkości kubła na śmieci. Pracowałem nad tym, jak go zbudować, wystrzelić, nadmuchać. Ostatecznie nie był wielkości stadionu, a… kortu tenisowego. W swojej książce „Kosmiczne wyzwania”, którą napisałem razem z genialną Eweliną Zambrzycką-Koscielnicką, opisuję dlaczego miał dokładnie 23,77 m. To bardzo zabawna historia! Filmy z inflatable antenna (nadmuchiwaną anteną) można zobaczyć dziś na YouTubie. Co ciekawe, gdy ja pracowałem nad teleskopem do badania planety poza Układem Słonecznym, parę drzwi dalej Eric Fossum pracował nad najmniejszym teleskopem – i tak zbudował kamerkę, którą później użyto w smartfonach. To są kosmiczne wyzwania. Nie mówisz „to niemożliwe, co za głupota”, nie wpadasz w negatywizm, ale zastanawiasz się, jak to zrobić, kto może mi pomóc. Chciałbym swoją książką motywować polskie dzieci do podejmowania takich wyzwań, do używania swoich talentów, główkowania i rozwiązywania dzięki temu problemów. Wtedy nie będziemy mówić o NASA, a o polskim programie kosmicznym.
Słynne NASA… pracę tam trochę sobie „wychodziłeś”. Opisujesz w swojej książce, że kiedy miałeś okazję być w Kalifornii na rozmowach kwalifikacyjnych do innych firm, to zaraz po nich pędziłeś pod drzwi JPL z CV w ręku. W końcu ktoś na nie spojrzał i powiedział „zapraszam”. Upór to składnik sukcesu?
Lubię nazwę łazika Perseverance, czyli „wytrwałość”. To coś innego niż upór. Masz jakiś cel i dążysz do niego. Polacy są bardzo wytrwali, muszą być, inaczej nie byłoby Polski. Dlatego wiem, że jak zaczną swój program kosmiczny, to im się uda. Kiedy odwiedzają nas studenci z Polski, to widać po nich tę wytrwałość. Oni wszystko robią sami, muszą mieć umiejętności techniczne, wiedzę, zdobyć fundusze, w dzień się uczą, wieczorami pracują. To jest wytrwałość, która może doprowadzić do sukcesu, jeśli polskie społeczeństwo zrozumie, że program kosmiczny to jedna z lepszych inwestycji, a nie po prostu wysyłanie pieniędzy na Marsa. Ja tę polską wytrwałość mam, do tego, pewnie po moim tacie, Papciu Chmielu, trochę kreatywności. Dlatego jestem w stanie zaprojektować łodzie podwodne na Tytan, balon na Wenus czy robotyczne mrówki na Marsa.
Chwila, NASA stworzyła kosmiczne mrówki-roboty?
Pracowałem kiedyś nad takim projektem. Inżynierowie mają tendencję do tego, by wszystko robić coraz większe i bardziej skomplikowane. Była łódka, potem parowiec, potem statek transatlantycki. Jednak najciekawszy skok technologiczny pojawia się wtedy, kiedy wymyślamy coś całkiem nowego. Samolot, zamiast kolejnego statku. Zastanawialiśmy się więc, czy zamiast coraz większych i bardziej skomplikowanych łazików, nie zbudować malusieńkiej mrówki. Wysłalibyśmy ich, powiedzmy, 100 tysięcy. Na plecach miałyby komórki świetlne do zasilania i dostałyby jedno zadanie: szukanie wody. A gdyby coś znalazły, robiłyby salto na plecy, a pod brzuszkiem miałyby lusterko. Jak się 100 tys. mrówek przekręci w ten sposób, to z orbity widzielibyśmy odblaski tych lusterek i wiedzielibyśmy, że tam jest woda. To był taki pomysł.
Wróćmy do Ciebie i NASA. Kiedy pojawiło się marzenie o pracy w słynnym ośrodku kosmicznym?
Nigdy nie wiadomo, kiedy dziecko czy młody człowiek „zaskoczy” takim zainteresowaniem. Dlatego, kiedy jestem w Polsce, odwiedzam szkoły. Może dzięki temu zainteresuję kogoś kosmosem. U mnie to się pojawiło chyba razem z Księgą III „Tytusa, Romka i A’Tomka”, czyli księgą kosmiczną. Tam były karbuloty, lunaszki, które mieszkały w jaskiniach na Księżycu. Zresztą, jakieś 10 lat temu odkryliśmy jaskinie na Księżycu, więc mój tata dobrze to przewidział. Nie wiemy tylko, czy są tam lunaszki.
Podczas pisania konsultowałeś się z ojcem. Jak wyglądała wspólna praca?
To było dla mnie genialne, dlatego że jedyne, czego mi w życiu brakowało, to aprobata ojca. Tata chciał, żebym został artystą, malarzem. Najczęściej jest odwrotnie, dzieci chcą być gwiazdami rocka, zawodowym piłkarzami czy artystami, a rodzice każą im uczyć się fizyki i matematyki. W moim przypadku ojciec chciał, żebym zajął się sztuką albo chociaż napisał książkę. Kiedy napisałem pracę o nadmuchiwanej antenie, uznał, że to nie jest książka. Książka ma być zabawna, dla Polaków, dla młodzieży, choć będą ją czytać też dorośli. Kilka miesięcy przed jego śmiercią, miał już 97 lat, zaczęliśmy rozmawiać o „Kosmicznych wyzwaniach”. Mieliśmy taki wspólny projekt. Denerwuje mnie, jak Hollywood przedstawia kosmitów – zielone ludziki z długimi palcami. A przecież to, jakby wyglądali, zależy od warunków, jakie panują na danej planecie. Gdy odwiedzam szkoły, tłumaczę dzieciom, jak taki kosmita wyglądałby na różnych planetach, daję im parametry, jaka jest grawitacja, atmosfera, temperatura – i one robią rysunki. Do swojej książki postanowiłem zrobić to z ojcem. Mówiłem mu więc, że na księżycu Europa jest tylko woda, jak Tytus by wyglądał, gdyby urodził się w oceanie Europy? Rozmawialiśmy, dlaczego nie potrzebowałby oczu, bo jest tam kompletnie ciemno, ale musiałby mieć jakieś radary. Ojciec rysował, żartował. Przeczytał elektroniczną wersję „Kosmicznych wyzwań”. Nie doczekał wydruku. Nie wiem, ile razy w życiu płakałem, ale położyłem mu moją książkę na trumnie, żeby miał ją przy sobie i nie mogłem powstrzymać łez. Spóźniłem się, ale te rozmowy z nim z jego ostatnich dni życia, gdy planowaliśmy ilustracje do książki, to dla mnie spełnienie. Czułem, że mnie docenia i po raz pierwszy rozumie, dlaczego bawię się w ten kosmos.
Książka jest dedykowana ciekawej świata, a właściwie wszechświata młodzieży. Co powiedziałbyś nastoletniemu sobie, gdybyś mógł przesłać taką wiadomość?
Po pierwsze, powiedziałbym: ucz się wszystkiego, bo wszystko może się przydać. Ja nie lubiłem rosyjskiego, a w NASA musiałem współpracować z naukowcami z Rosji, a nawet ich tłumaczyć. Nie lubiłem biologii, a potem musiałem budować instrumenty, które przypominają to, co stworzyła natura. Trzeba interesować się wszystkim i uczyć nie na dla stopni, ale dla siebie. To, co potem zostaje w głowie, sprawia, że jest się ekspertem i ciekawym człowiekiem.
Po drugie, trzeba pracować nad swoimi umiejętnościami międzyludzkimi – jak rozmawiać, jak słuchać, oceniać, jakie wrażenie nasze słowa robią na drugiej osobie, być wrażliwym na innych. Dzisiaj wszystko odbywa się w zespołach, a mając te umiejętności, rozwijasz się, rozwija się twój zespół, nawet życie rodzinne jest lepsze.
Rozmawiała Małgorzata Gorol
