Czy nie uważacie, że kraj, w którym żyjecie jest zepsuty? Czy nie czujecie się wyzyskiwani przez rząd i inne organizacje, które darzycie osobistym zaufaniem? Na szczęście istnieją miejsca na świecie, mogące zaoferować schronienie strudzonym ludziom, zaprzątającym swoje głowy tymi pytaniami – podwodne Rapture oraz skryta w chmurach Columbia. Krainy te, niestety istniejące wyłącznie w grach z serii Bioshock, zachwycają nie tylko skalą wykonania oraz wizualnie dopieszczonymi detalami, ale również spójnością w swoim funkcjonowaniu. Wykreowana w tych światach technologia, dzięki której życie zostało tchnięte w potężnych Big Daddych oraz zmechanizowanych stróży Song Birdów, zapewniała równocześnie dobrobyt wszystkim mieszkańcom, wyprzedzając o kilkanaście lat swoją epokę. Pięknie, prawda? Czy to wszystko jest jednak możliwe?

Wynurzmy się z głębin wód oraz wylądujmy bezpiecznie na ziemi i zastanówmy się przez chwilę, czy w tych skrzętnie kreowanych światach nie zapomniano czasem o podstawowych zasadach, mogących przekreślić powstanie obu miast. Fakt, mówimy tu przecież o miejscówkach, w których osobnicy poubierani w przedwojenne kostiumy nurków oraz z wiertłem na ręce pilnują małych dziewczynek, wysysających jakąś dziwną substancję z martwych ludzi, a mieszkańcy strzelają ogniem z palców. Intensywny skok biotechnologii nie przekreśla jednak współistnienia podstawowych zasad fizyki, których zanegować nie są w stanie nawet Andrew Ryan ani Zachary Comstock. Dlatego też odpowiemy sobie dzisiaj na pytanie: czy w ogóle, a jeżeli tak, to w którym z tych światów można by żyć?

15,000 stóp nad ziemią

Mający w ostatnich dniach start Falcon 9 doskonale obrazuje skalę trudności, z jaką należy się mierzyć, wysyłając w przestrzeń kosmiczną człowieka. Może przytaczanie tu rakiety z kapsułą wydaje się nieco przesadzone, bo aby dostać się do Columbii – latającego miasta z Bioshock: Infinite – nie trzeba korzystać z usług Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej. Według informacji prowizorycznego komputera pokładowego z kapsuły wysłanej z latarni morskiej, za pomocą której Booker DeWitt dostał się do miasta, uzyskać można jego szacowaną wysokość lotu. Piętnaście tysięcy stóp nad ziemią – taką ostatnią wiadomość podaje radosny, damski głos, witający nowego osobnika w dosłownym niebie. Po przeliczeniu wspomnianej miary z jednostek imperialnych na podstawową długość z układu SI, otrzymujemy szacowaną wysokość położenia Columbii, wynoszącą 4572 m n. p. m.

Faktycznie, nie jest to tak wysoko, by zaprzęgać w tym celu rakietę, bo wystarczyłby prosty samolot – współczesne samoloty pasażerskie latają na poziomie 5 – 11 tys. metrów. Jednak to nie dostanie się do miasta stanowiłoby w tym przypadku największy problem, a samo przeżycie w nim. W Bioshock: Infinite możemy swobodnie przemieszczać się po ulicach miast, a po ubiorze mieszkańców trudno dostrzec, by nosili na sobie odzienia termiczne, chroniące ich przed straszliwym zimnem. Cóż… niestety taki widok w prawdziwej Columbii nie byłby możliwy.

Raj czy Piekło?

Byłoby to przede wszystkim spowodowane czynnikami zależnymi od wysokości, na której aktualnie byśmy się znajdowali. Na wstępie moglibyśmy wykluczyć utrudniające działanie grawitacji, bo mimo piętnastu tysięcy stóp nad ziemią w dalszym ciągu odczuwalibyśmy jej mocne oddziaływanie. Na tym poziomie, wartość przyspieszenia ziemskiego wyniosłoby 9.793 m/s², co powodowałoby, że ważący 80 kg osobnik w Columbii czułby się lżejszy o zaledwie 0.14 kg. Jednym z głównych naszych wrogów okazałaby się temperatura. Na wysokości 4572 m n. p. m. wynosiłaby około –15 stopni Celsjusza, co w znacznym stopniu utrudniłoby rozwój roślinności, którą podziwiać możemy w grze, przechadzając się ulicami. W celu wyjścia na spacer, wymagane byłoby założenie grubszej kurtki, chroniącej przed mrozem. Być może widoczne zwiewne ciuszki, jakie noszą mieszkańcy Columbii, są formą rozwiniętej odzieży termicznej…

Samo poruszanie byłoby znacznie utrudnione nie tylko poprzez działanie niskiej temperatury, ale również silnego wiatru, wiejącego nieustannie z prędkością 76 km/h. Wbrew stosunkowo płaskiemu terenowi, w Columbii panowałby klimat wysokogórski. Wiązałoby się to nie tylko ze wspomnianą wcześniej niższą temperaturą i ciśnieniem, silnym wiatrem, ale również intensywnym promieniowaniem słonecznym oraz niższym ciśnieniem parcjalnym tlenu we wdychanym powietrzu. Oddychanie na takiej wysokości nie byłoby tak łatwe jak na ziemi. Z każdym oddechem dostarczalibyśmy coraz mniej tlenu, wymaganego do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Jednak spokojnie, nasze organizmy są w stanie przyzwyczaić się do nawet najbardziej wymagających warunków.

Do spokojnego egzystowania w latającym mieście wymagana byłaby stopniowa aklimatyzacja – stopniowa, nie nagła, jak w Bioshocku. Przyzwyczajany do nowych warunków organizm samodzielnie starałby się uchronić od braków w dostawie tlenu poprzez zwiększenie produkcji hemoglobiny, by w nowym środowisku dostarczać wymagane ilości tlenu w całym organizmie. Jednak zbyt szybkie znalezienie się na takiej wysokości wiązałoby się z rozwojem chorób wysokogórskich, jak: wysokogórski obrzęk płuc i mózgu. Przypadłości te do lekkich nie należą i niezdiagnozowane (szczególnie obrzęk mózgu) mogą zabić w ciągu godziny od pojawienia się pierwszych objawów. Aby uchronić przyszłych mieszkańców przed natychmiastową śmiercią, lepszym rozwiązaniem byłoby zastąpienie „rakietowej formy transportu” spokojniejszym transportem dźwigowym, pozwalającym na stopniowe przyzwyczajanie organizmu do zmiany wysokości. Hmm… Jeżeli jednak włodarzom zależałoby na szybkim transporcie ludzi, sugerowałbym zastosowanie komory przejściowej, symulującej warunki naziemne ze stopniową aklimatyzacją.

Booker DeWitt prawdopodobnie nie skończyłby za dobrze, gdyby faktycznie wylądował w latającym mieście. To okazałoby się pokryte wiecznym śniegiem i smagane silnym wiatrem, poza tym z każdym oddechem brakowałoby mu tchu, a bardzo szybki lot prawdopodobnie przyczyniłby się do obrzęku mózgu i finalnie – śmierci protagonisty. Ciekawe, w jaki sposób technologia z 1912 roku pozwalała na aklimatyzację w tych warunkach?

Na koniec mała ciekawostka – dla Zachary’ego Comstocka, zamiast budowania latającego miasta (ok 4,5 tys. m n. p. m.), atrakcyjniejszą opcją byłoby przeprowadzenie się na Mount Everest – 8850 m n. p. m. (prawie dwa razy wyżej, a warunki podobne). W kwestii rozwiązań technologicznych, lepszym pomysłem wykazał się jednak Andrew Ryan.

Na morza dnie, na morza dnie

Po krótkiej analizie można wywnioskować, że skryte w chmurach miasto niosło ze sobą więcej problemów, aniżeli korzyści, chyba że pragniecie nabawić się wysokogórskiego obrzęku mózgu i umrzeć z wychłodzenia. Andrew Ryan w latach 40-tych XX. wieku znalazł jednak odrobinę bardziej przystępną miejscówkę na ziemi na utworzenie własnej utopii. Rapture (ang. zachwyt) – podwodne miasto, osadzone na dnie Oceanu Atlantyckiego, oddalone 433 km od Rejkiawiku, miało być istnym azylem dla geniuszy, których zapał i owoce pracy były tłamszone przez łapczywe łapska władz świata na powierzchni. Jednak w całej tej pięknej bajeczce kryje się mała szansa na realizację marzenia geniusza, istniejącego na razie wyłącznie w dwóch częściach serii Bioshock. Fakt, bio – wspomagacze (Plazmidy) zahaczają w dużym stopniu o silną fantastykę naukową, jednak postawione na dnie oceanu miasto mogłoby faktycznie istnieć, gdyby zmierzono się z podstawowymi problemami, wykorzystując współczesną technologię oraz tę wymyśloną na potrzeby gry.

Jednak zanim przystąpimy do analizy, przybliżmy sobie możliwe położenie miasta i wymieńmy problemy, z którymi musieliby mierzyć się mieszkańcy. Po przeglądnięciu wpisów na Wikipedii nie potrafiłem określić, na jakiej głębokości jest położone miasto. Jest to bardzo kluczowy czynnik, gdyż decyduje on nie tylko o ciśnieniu tam panującym, ale również o temperaturze wody. Znalazłem jednak przybliżone rozwiązanie tego problemu. Po naniesieniu odnalezionych w grze współrzędnych geograficznych Rapture (63° 2′ N, 29° 55′ W – sprawdźcie sobie sami) na mapę głębokości dna wód na naszym globie okazało się, że miasto Andrew Ryana osadzone jest około 2000 m p. p. m. Czy to głęboko? Odrobinę. I niestety niesie to ze sobą całkiem spore problemy.

Bezpieczniej pod kloszem

Podobnie jak w przypadku podniebnego miasta, jednym z podstawowych problemów, który należałoby pokonać, aby zagwarantować satysfakcjonujący poziom życia, jest temperatura.  Ta, według informacji zebranych przez amerykańską marynarkę wojenną, w okolicy prawdopodobnego położenia Rapture i na głębokości około 2000 metrów wahałaby się w okolicach 1 – 4 stopni Celsjusza. Nie jest to aż tak niska wartość jak w przypadku podniebnego miasta, szczególnie, jeżeli weźmiemy pod uwagę fakt, że mieszkańcy nie mogliby swobodnie opuszczać miejsca zamieszkania; temperatura na zewnątrz nie stanowiłaby jednak zagrożenia dla życia. W jaki sposób więc ogrzać mieszkania?

Niestety w podwodnym mieście odpada jakiekolwiek ogrzewanie bazujące na spalaniu. Rapture pozbawione jest komina odprowadzającego produkty uboczne reakcji na zewnątrz, by zanieczyszczać środowisko. Oznacza to, że jedynym sposobem pozyskiwania ciepła są odnawialne źródła energii. Jedną z najbardziej możliwych opcji pozyskiwania energii cieplnej i elektrycznej mogłyby być elektrownie wodne, bazujące na prądach morskich. Ta możliwość zyskuje na realności, jeżeli weźmiemy pod uwagę bardzo korzystne położenie miasta – Rapture znajdowałoby się bowiem na linii Wschodniogrenlandzkiego Prądu morskiego. Jednak nie byłoby to najodpowiedzialniejsze rozwiązanie, gdyż „pożyczenie” energii generowanej przez prądy morskie mogłoby mieć katastrofalny wpływ na ziemski klimat. Dlatego, również w realnym świecie, nie korzysta się z tej formy pozyskiwania energii.

W trosce o dobro świata na powierzchni pozostaje więc możliwość wykorzystania ciepła z gazów wytwarzanego podczas fermentacji materiałów organicznych albo technologii Rapture w formie Plazmidów. Wykorzystać w tym celu można by zwykłą telekinezę, za pomocą której mieszkańcy mogliby wprawiać w ruch wirnik generatora prądowego, wydzielając przy tym zarówno energię elektryczną, jak i cieplną. A jak o ludziach mowa, to czymś należałoby oddychać…

Niby pod wodą, a technologia z kosmosu

Problem dostaw tlenu starano się rozwiązać przy pomocy wielkich ogrodów, będących „zielonymi płucami” miasta. Populacja Rapture do dużych nie należała, bo liczyła sobie raptem 20000 mieszkańców (użytkownik Reddita znalazł wzmiankę o populacji w jednej z książek), więc nie był to problem o dużej skali. Rozwiązanie to jednak wymaga dodatkowego sprzętu rozprowadzającego natlenowane powietrze po całym kompleksie i innej aparatury doświetlającej, co na dłuższą metę oznacza generowanie dodatkowego zapotrzebowania energetycznego. Rozwiązaniem tego problemu zdaje się być współczesna technologia NASA, z pomocą której zaspokojenie zapotrzebowania tlenowego wszystkich mieszkańców byłoby łatwiejsze, niż może się to wydawać. A wydaje mi się, że dla naukowców mających w swoim dorobku biologiczne modyfikatory DNA, opracowanie stosunkowo prostego reaktora, bazującego na reakcji odkrytej w 1897 roku, nie stanowiłoby dużego wyzwania.

Z podobnym problemem jak mieszkańcy Rapture mierzą się astronauci, spędzający długi czas na stacji kosmicznej. Badacze kosmosu nie zabierają jednak ze sobą przenośnych szklarni, by zapewnić sobie dostęp do tlenu i pozbywać się nadmiaru dwutlenku węgla. Zamiast tego od pewnego czasu stacje kosmiczne wyposażone są w specjalne reaktory Sabatiera, zapewniające recykling wody i tlenu z wykorzystaniem elektrolizy. Aby lepiej zwizualizować działanie tego cyklu, przedstawiłem go na poniższym diagramie [NASA].

Odnieśmy się jednak do naszego przypadku z Bioshocka, w którym to mieszkańcy Rapture nie powinni narzekać na dostęp do wody. Oznaczałoby to, że z pobranej oceanicznej wody przy pomocy elektrolizy (do której zastosować można by nawet technologię Plazmidów) możliwe by było wytrącanie cząstek wodoru i tlenu, zaspokajając w ten sposób zapotrzebowanie tlenowe mieszkańców. Do pozbycia się szkodliwego dwutlenku węgla, wykorzystać by można reakcję Sabatiera, której wynikiem są dwie cząstki wody oraz metan. Genialne, prawda? Pamiętajcie jednak, aby nigdy nie łączyć w domu wody z prądem! Nigdy! Zaopatrzenie Rapture w reaktory takiego typu zapewniłoby bardzo długą niezależność tlenową. Jedynym problemem byłoby pozbywanie się wspomnianego metanu. Jednak jest to kłopot powstający również w przypadku „zielonych płuc”, gdyż gaz ten wydziela się przy okazji rozkładu roślinnego. Innym sposobem uzdatniania powietrza jest również wykorzystanie wodorotlenku sodu lub potasu; sposobu wykorzystywanego w łodziach podwodnych. Zawsze pozostaje jeszcze możliwość sprzężenia ze sobą tych dwóch idei.

Parcie na szkło

Ostatnim problem, z którym muszą mierzyć się nurkowie i badacze dna oceanicznego, jest walka z ciśnieniem. Jeżeli przyjmiemy gęstość wody oceanicznej równą 1050 kg/m³, a przyspieszenie ziemskie za 9.81 m/s², to na głębokości 2000 metrów panować będzie ciśnienie 20702325 Pa, czyli w przybliżeniu 20.7 MPa (Mega Paskali). Dla zwizualizowania tej skali, przyjęte za normalne ciśnienie atmosferyczne wynosi 101325 Pa, czy prawie 200 razy mniejsze niż w okolicy Rapture. Jest to, ogólnie mówiąc, „dużo”, przez co konstrukcje budynków musiałyby być przystosowane do działania całkiem sporego naporu cieczy. Patrząc po grubości szyb w budynkach miejskich, trudno wróżyć długowieczność konstrukcji. Na usta nasuwa mi się znane, internetowe powiedzenie inżynierskie: „Panie, to…”.

Ostatnią kwestią, którą należy poruszyć – a ta jest realizowana wprost doskonale – to transport nowych mieszkańców do miasta. W przeciwieństwie do Columbii, zanurzający się batyskaf zdaje się poruszać z prędkością szanującą zdrowie człowieka, pozwalając na stopniową akomodację z nowym miejscem. Cóż… z dwojga złego chyba wybrałbym mieszkanie pod wodą.

Nowy dom

Wybierając niebo lub wodę niestety trzeba będzie przygotować się na kompromisy, wynikające ze specyficznych warunków panujących na różnych wysokościach. Przebywanie w podniebnej Columbii przypominałoby życie na wyjałowionej ziemi 4,5 tysięcznika. Jeżeli więc spełnieniem twoich marzeń jest –15 stopni Celsjusza, wiatr oraz wysokościowy obrzęk mózgu, to wybieraj śmiało. Bardziej kuszącym pomysłem wydaje się być zamieszkanie w podwodnym Rapture. Miasto Andrew Ryana nie tylko zapewnia bardziej przyjazne warunki do życia – znośna temperatura, ogrzewanie, przyjazny dla środowiska system produkcji energii cieplnej i elektrycznej oraz dostęp do świeżego powietrza – ale również przystępny system podróży. Jedynym mankamentem może okazać się panujące bardzo wysokie ciśnienie, wymuszające na inżynierach małych zmian konstrukcyjnych w podwodnej aglomeracji.

Odpowiadając na pytanie – jak się żyje w tym Rapture? – mogę odpowiedzieć, że dobrze. Przynajmniej nie można skarżyć się na opady, a wody wokół w bród.

Jak zwykle zachęcam do zapoznania się pozycjami, w oparciu o które przygotowałem powyższy tekst.

Bibliografia:

https://britannica.com/

https://bioshock.fandom.com/wiki/Rapture

https://bioshock.fandom.com/wiki/Columbia

https://www.engineeringtoolbox.com/air-altitude-temperature-d_461.html

https://pl.wikipedia.org/wiki/Reakcja_Sabatiera

https://www.nasa.gov/pdf/146558main_RecyclingEDA(final)%204_10_06.pdf

https://www.windows2universe.org/earth/Water/CTD.html

https://www.windows2universe.org/earth/Water/temp.html

https://map.openseamap.org/

https://en.wikipedia.org/wiki/Atlantic_Ocean#Salinity

https://www.engineeringtoolbox.com/standard-atmosphere-d_604.html

https://www.altitudemedicine.org/altitude-illness/

https://www.crazynauka.pl/czy-bezpieczne-jest-trzymanie-roslin-w-sypialni-skoro-noca-zuzywaja-tlen/

https://www.reddit.com/r/Bioshock/comments/8jly2q/would_a_metropolis_like_rapture_be_possible_to/dz1lqeb/