Sfera Bernala, czyli techniczny transhumanizm (1929r.)

Wizualizacja sfery Bernala

autor: Orland Krzyżanowski

Żyjemy w okresie wielkich zmian społecznych oraz psychologi jednostki. Nie jest to przejście spektakularne czy widowiskowe. Nie może takie być z dwóch powodów- jesteśmy w trakcie jego trwania- brak nam punktu odniesienia i co najważniejsze, sami jesteśmy przedmiotem zmiany. Pojęcie tego procesu doczekało się swojego terminu i definicji użytego po raz pierwszy w 1957 roku przez biologa Juliana Huxleya (jest to brat autora „Nowego wspaniałego świata”)- nosi on nazwę Transhumanizmu.  

Przyziemne przesłanki kosmicznych osiągnięć

John Desmond Bernal kojarzony jest tylko przez zaawansowanych amatorów fantastyki naukowej i tylko w temacie związanym z hipotetyczną megastrukturą nazwaną od jego nazwiska Sferą Bernala. Statkiem lub bardziej habitatem, który rozwinięta cywilizacja może stworzyć w przestrzeni kosmicznej zapewniając sobie dodatkową przestrzeń życiową, oraz ułatwić eksplorację kosmosu.

W opracowaniach technicznych możemy poznać właśnie takie aspekty budowy konstrukcji i zazwyczaj tylko do tego ambitni amatorzy docierają. Warto jednak zdać sobie sprawę, że każde przedsięwzięcie jest umotywowane konkretną przesłanką. Ekonomiczną, religijną, polityczną…rzadko kiedy coś zbudowano tylko dlatego, że było można…zasadniczo nigdy. Cuda świata, podbój kosmosu czy budowle architektoniczne na przestrzeni wieków mają w tle bardziej przyziemną proweniencję (oraz wiele ofiar, o których nie pamiętamy podziwiając gigantyczne mosty zamki czy świątynie)

John Desmont Bernal był postacią kontrowersyjną, gdyż będąc Brytyjczykiem był jednocześnie członkiem partii komunistycznej co w latach 60tych i 70tych nie było najbardziej popularnym wyborem ideologicznym gdy żyło się na zachodzie. Z drugiej strony był też fizykiem, historykiem nauki i futurologiem co może poniekąd tłumaczyć fascynację ustrojem komunistycznym, który bądź co bądź był eksperymentem inżynierii społecznej- tworem w znacznej mierze sztucznym i próbą świadomego (niestety też siłowego) utworzenia „nowoczesnego” systemu społecznego. Związek Radziecki, który Bernal darzył nieukrywaną sympatią poza oczywistymi dla nas minusami miał dla twórcy idei kosmicznej megastruktury drugą- lepszą stronę. Od strony naukowej zwrócony był na postęp techniczny i wiarę w to, że ta technika umożliwi stworzenie nowego człowieka. W zakresie astronautyki eksploracja przestrzeni kosmicznej w dłuższej perspektywie była dla Rosji czymś oczywistym i nieprzeliczalnym na wartości kapitalistyczne. Rzecz nie musiała się opłacać. Dla świata zachodniego takie podejście do sprawy było abstrakcyjne.

Powyższy akapit powstał nie z chęci „tłumaczenia” opisywanej postaci z niepopularnych poglądów ale celem stworzenia tła na którym zrodził się pomysł Sfery. Miała ona być nie tyle studium nowego statku kosmicznego co autonomiczną kolonią kosmiczną i zamkniętym społeczeństwem, które korzystając z możliwości jakie Sfera dawała mogło zorganizować się w wolny w stosunku do mieszkańców Ziemi sposób. Pomysł wykorzystania konstrukcji jako kosmicznego statku pokoleniowego doszedł dużo później.  Oryginalny zamysł został zaproponowany w 1929 roku w napisanej przez Bernala książce pod tytułem „The World, the Flesh and the Devil„. Ciekawostką jest, że sam Arthur C. Clarke określił ją „najbardziej błyskotliwą próbą przewidzenia rozwoju nauki  do tej pory stworzoną”.

„Nowy wspaniały świat”

Bernal przedstawił w niej konstrukcję opartą o olbrzymią sferę będącą kosmicznym habitatem dla zamieszkujących ją kolonistów. Zaproponował średnicę konstrukcji wynoszącą 16 km oraz docelową populację na 20-30 tysięcy mieszkańców. Całość dla zapewnienia grawitacji miała się obracać.

Ruch rotacyjny sfery jest najbardziej interesującą rzeczą w całej koncepcji gdyż wiąże się z szeregiem interesujących warunków, które by powstały. Grawitacja równa ziemskiej występowałaby na „równiku” czyli obwodzie sfery. Tam miała zostać umieszczona część mieszkalna. Im bliżej osi sfery (im wyżej) grawitacja przeszłaby w mikrograwitację. Na samej powierzchni im bliżej osi sfery warunki grawitacyjne również by się zmieniały. Przy zmniejszonym ciążeniu w pobliżach początku i końca sfery znajdować się miały pola uprawne oraz części przemysłowe i inżynieryjne, które z takich warunków mogłyby zyskać. Na samym końcu (i początku) dokładnie w osi konstrukcji miała znajdować się śluza przez którą wlatywałyby statki kosmiczne. Przy takim rozwiązaniu mogłyby poruszać się w „środku” sfery wzdłuż jej osi lub zawisnąć w dowolnym punkcie 8 km nad powierzchnią Sfery i tam zostać obsłużone. Uniknięto by w ten sposób skomplikowanych i energochłonnych startów z obszarów o normalnej grawitacji. Same statki zaopatrzeniowe nie musiałyby też być „dwuzadaniowe”- wystarczyłoby, że byłyby zaprojektowane do poruszania się w przestrzeni kosmicznej w warunkach mikrograwitacji- oś sfery zapewniałaby im niemal niezmienione warunki.

Na rozwój koncepcji w postaci naukowych i technicznych podstaw trzeba było poczekać do lat 70tych. Na uniwersytecie Stanforda w 1975 roku w ramach studiów związanych koloniami kosmicznymi zebrano różne koncepcje i próbowano nadać im realny stopień wykonalności. Dr Gerard O`Neill zaproponował „Island One”- zmodyfikowaną wersję Sfery Bernala o dostosowanej do współczesnych możliwości technicznych średnicy 500m i rotacji 2 pełnych cykli na minutę. Przy tak zmniejszonej konstrukcji nadającym się rejonem do odtworzenia środowiska ziemskiego byłby pas wzdłuż równika. Światło słoneczne miało być zapewniane przez duże okna umieszczone przy „biegunach”. Sferę Bernala wybrano jako kształt umożliwiające wyrównane ciśnienie atmosferyczne i łatwość stworzenia sztucznej grawitacji.

Ewolucja

Nieco później Sfera wyewoluowała za sprawą O`Neilla w „Island Three” (po „Island One” zaproponował powiększoną Sferę „Island Two” , która nie wnosiła nic nowego do pomysłu). „Island Three” znana jest dzisiaj lepiej pod nazwą cylinder O`Neilla. W tym samym czasie (1975 rok) w toku rywalizacji akademicko naukowych pracownicy z Uniwersytetu Stanforda zaproponowali podobną konstrukcję zwaną Torusem Stanforda jako kontrpropozycje. Rozpoczęła się moda na kosmiczne megastruktury która zaowocowała kilkoma nowymi konstrukcjami, na które będzie pewnie trzeba trochę poczekać…

Wizualizacja Toursa Stanforda z filmu „Elizjum”

Podsumowanie

Co możemy powiedzieć po kilkudziesięciu latach z perspektywy w sprawie „nowego człowieka”, który miał dzięki technice powstać? Zmiana się dokonuje.  Kilka lat temu transhumanizm wydawał się ideą nie mniej fantastyczną niż kosmiczne megastruktury. Tego lata podczas urlopu słuchając radia TOK FM podczas jednaj z nocy obserwacyjnych rozpoczęła się audycja traktująca o pojęciu oraz kierunku w którym poszło zjawisko. Dyskutujący (pracownicy naukowi polskich uczelni) zwrócili uwagę, że od dłuższego czasu już przenosimy się w przestrzeń przerzucając tam swoje życie i generując tam wydarzenia. Nie jest to przestrzeń kosmiczna ale cyfrowa…informacyjna. Technika nie umożliwiła nam fizycznej ascendencji w przestrzeń ale umożliwiła sięgnięcie umysłem ponad jej obecne ograniczenia tworząc nową rzeczywistość wolną od ograniczeń fizycznych. Skupiliśmy się na nośniku który jesteśmy w stanie umieścić gdziekolwiek chcemy i zlikwidowaliśmy niewspółpracującą przestrzeń, której pokonywanie sprawia nam tyle trudności. Tym nośnikiem nas samych stała się informacja. Sprowadzenie/wyprowadzenie nas w postać poruszających się z prędkością światła strumieni danych.

Nadmuchiwane statki kosmiczne-

Woschod 2 podczas kłopotliwego wejścia w atmosferę.

autor: Orland Krzyżanowski

8 kwietnia 2016 roku w ogłuszającym huku dziewięciu silników na paliwo ciekłe od ziemi oderwała się rakieta nośna Falcon 9. Inna niż wszystkie. Po kilkunastu minutach na orbicie znalazł się towarowy statek Dragon z niecodziennym ładunkiem zmierzając do portu docelowego jakim była Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. W tym samym czasie rakieta Falcon 9 zamiast ulec zniszczeniu po spełnieniu swojej roli… powracając z kosmosu wylądowała miękko na platformie morskiej. Po raz pierwszy  w historii będzie ją można ponownie wykorzystać do wyniesienia na orbitę innego ładunku. Niech to historyczne wydarzenie nie przesłoni jednak celu z jakim wzniosła się w powietrze.

Technologia XXI wieku?

Statek towarowy Dragon zadokował do ISS 10 kwietnia. Na jego pokładzie znalazł się doświadczalny moduł BEAM, który zostanie przyłączony do stacji i…nadmuchany. Ze względów bezpieczeństwa przewiduje się techniczne wizyty kosmonautów module, który poza tym będzie zamknięty. Wydawać by się mogło, że jest to technologia fantastyczna przypisana myśli twórczej 21 wieku. Nic bardziej mylnego.

Niecodzienny ładunek misjo zaopatrzeniowej CRS-8: nadmuchiwany moduł Międzynarodowej Stacji Kosmiczej. Nowość rodem z fantastyki naukowej?…nie do końca.

50 lat wstecz

Na początku załogowej eksploracji kosmosu w pionierskich lotach lat 60tych podobna technologia została wykorzystana w historycznym „pierwszym razie”- spacerze kosmicznym Aleksieja Leonowa. Nadmuchiwany moduł- śluza powietrzna była elementem prymitywnego statku Woschod 2 który znalazł się na orbicie 18 marca 1965 roku.

Tak wyglądał Woschod 2 w momencie rozpoczęcia pierwszego w historii spaceru kosmicznego.Stożkowata część jest modułem serwisowym. Element sferyczny to kapsuła powrotna oraz moduł dowodzenia. Do niego doczepiony był nadmuchiwany moduł Wołga.

Na jego pokładzie znajdowała się 2 osobowa załoga. Ciekawostką jest, że żeby wygospodarować miejsce w jednoosobowej kapsule na dodatkowego członka załogi zrezygnowano z systemów bezpieczeństwa w postaci katapultowanych foteli. Nie było sposobu ewakuacji w razie gdyby coś poszło nie tak. A pójść „coś” mogło nie tak na każdym etapie lotu. Pewnym pocieszeniem miał być fakt, że statek posiadał zapasowy silnik do deorbitacji w razie gdyby podstawowy nie zadziałał. Mało osób wie, że niewiele brakowało żeby podczas powrotu zabrakło na pokładzie jednego członka załogi…ale po kolei.

Moduł- śluza powietrzna WOŁGA

Dodanie śluzy powietrznej do Woschoda było koniecznością gdy zdecydowano się na profil misji zakładający przeprowadzenie pierwszego w historii spaceru kosmicznego. Wszystkie systemy statku były chłodzone powietrzem. Gdyby zdehermetyzowano kabinę w celu bezpośredniego wyjścia ze statku nastąpiłoby ich przegrzanie. Sam statek był na tyle improwizowany (zasadniczo zmodyfikowany Wostok) i ograniczony możliwościami rakiety nośnej, że nie wchodziło w grę jego diametralne przeprojektowanie…zresztą nie było też czasu w atmosferze wyścigu kosmicznego prowadzonego z USA. Rozwiązaniem okazał się złożony „rękaw”, który po wyniesieniu statku na orbitę został nadmuchany osiągając rozmiary 2,5m długości i  1,2m średnicy.

W ten sposób w 1965 roku na obicie znalazł się pierwszy nadmuchiwany moduł kosmiczny od razu wykorzystany przez załogę.

Kosmiczny thriller…

Oficjalnie pierwsze wyjście człowieka w przestrzeń kosmiczną zakończyło się spektakularnym sukcesem. Leonow przebywał poza statkiem 12 min. i 9 sek oddalając się od niego na 5m. Można by powiedzieć „i tyle w temacie, wszystko poszło jak po maśle”. Tak jednak nie było.

Po wyjściu ze śluzy Wołga Leonow rozpoczął nagrywanie używając ręcznej kamery filmowej. W międzyczasie spostrzegł, że ciśnienie w skafandrze wzrosło do poziomu w którym cały kombinezon się usztywnił zwiększając swoje rozmiary do poziomu uniemożliwiającego powrót przez otwór w śluzie! Co interesujące kosmonauta zachował na tyle zimną krew, że raz nie spanikował a dwa nie powiadomił o tym przez radio kontroli misji. Sam zdecydował o rozszczelnieniu swojego skafandra w próżni w celu wypuszczenia powietrza…co też zrobił i w ten sposób powrócił do śluzy. Tylko w ten sposób udało mu się zachować, życie. Planu awaryjnego nie było.

Jak się miało okazać kolejne trudności były jeszcze przed nimi. Zmodyfikowanie Wostoka do Woschoda nie powiększyło jego wymiarów. Dwójka astronautów miała problem z ponownym zajęciem swoich miejsc. Było to konieczne, w celu przywrócenia statkowi środka ciężkości przed manewrem deorbitacji. Udało im się to prawię minutę po spodziewanym odpaleniu silników hamujących. Statek zaczął schodzić z orbity kilkaset kilometrów po planowanym momencie rozpoczęcia manewru. Wiadomo było, że wyląduje nie w planowanym miejscu. Jakby tego było mało improwizowany Woschod nie uwolnił się od części serwisowej przez co zaczął niekontrolowanie się obracać.

Woschod 2 podczas kłopotliwego wejścia w atmosferę.

Dopiero zwiększone tarcie gęstniejącej atmosfery uwolniło kapsułę od zbędnego balastu na wysokości 100km. Kapsuła przyziemiła 386 km dalej niż się spodziewało w niezamieszkanym obszarze tajgi. W tym momencie kosmiczna misja zmieniła swój charakter na misję survivalową. 2 dni w zaśnieżonej tajdze w towarzystwie wilków. Jest to jednak historia na zupełnie osobny tekst.

Podsumowanie

Jak widać koncepcja „nadmuchiwanych” modułów nie jest tak nowa jak mogłoby się wydawać i ma za sobą już ciekawą 50letnią historię. W NASA również w latach 60tych pracowano nad konceptem „Inflatable station concept (1961r.)”. Blisko pół wieku później W ramach testów przeprowadzono próby na orbicie Genesis I oraz II w 2006 roku oraz 2007 roku.

Genesis I – 2006 rok.

Docelowo ma to umożliwić stworzenie konstrukcji orbitalnej jak na poniższym zdjęciu.

Tak to miałoby wyglądać docelowo.