19.8.2022 | Svátek má Ludvík


KOSMONAUTIKA: Cíl Mars – opět kvůli velmocenské prestiži?

27.10.2012

Omluva čtenářům

Když jsem ve druhé polovině sedmdesátých let psal knihu Cesta na Mars 1998-1999, termín expedice jsem odhadl na základě debat v tiskovém středisku letu Sojuz-Apollo v létě 1975 v Moskvě. Měl tedy reálný základ. Avšak v následujících letech se SSSR a USA opět rozkmotřily, takže tento velký společný projekt padl. I když si myslím, že technicky byl koncem 20. století realizovatelný, byť s vysokým rizikem.
Dnešní mé prognózy týkající se návratu lidí na Měsíc a průkopnické výpravy na Mars opět vycházejí ze situace politické a hospodářské. A ta se samozřejmě může změnit. Berte tedy tyto termíny s rezervou, i když snad vypadají realističtěji. Je zajímavé, že v samotných Spojených státech vzrůstá tlak lobbistů na přípravu pilotované marsovské expedice – naposled na serveru The Space Review žádal šéf jedné firmy, aby centrála NASA založila speciální oddělení pro průzkum Marsu.
Ať už odstartují lidé na Mars v roce 2035 nebo 2040 či 2045, v každém případě půjde o výpravy riskantní jako u každé kolumbovské výpravy. Ovšem v budoucnosti se máme (anebo spíše máte – jsem ročník 1936, takže se toho asi nedožiju) na co těšit.

Po přistání všestranného vědeckého vozítka Curiosity na Marsu se znovu rozvířila otázka: Kdy přistanou lidé na Marsu? A kdo je tam vyšle? Vznikne nový závod ve vesmíru, tentokrát mezi Čínou a Spojenými státy?
Myslím, že první lidé se vypraví k Marsu nejdřív v polovině třicátých let anebo později. A nebude to mezinárodní expedice, nýbrž projekt americký, na němž se budou podílet vyspělé státy.

Superrakety pro víc než 100 tun

Tři kosmické mocnosti plánují, že za deset let budou mít k dispozici mohutné superrakety. Nejvíc podrobností známe o americkém Space Launch System (SLS), jak se tento nosič prozatímně nazývá – NASA ho ohlásila v září 2011. Raketa vysoká 102 metrů má vynášet na nízkou dráhu zpočátku 70 tun, později až 129 tun. Poprvé by měla obletět s prázdnou lodí MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle), jak se nazývá nástupce Orionu, v prosinci 2017, se čtyřmi lidmi o dva roky později. Avšak technické potíže a nedostatek financí zdržely takřka každý raketový projekt, určitě o ně zakopne i SLS. Termíny těchto startů se nejspíš odsunou o 3–5 let.
Čína počítá s nosičem Dlouhý pochod 9, který by měl kapacitu přes 100 tun nákladu na nízkou dráhu anebo 50 tun k Měsíci. Létat by měl v první polovině příštího desetiletí.
Také ředitel vedoucí ruské raketové firmy Energija Vitalij Lopota řekl v létě, že by rád postavil superraketu Soudruženstvo (Společenství) pro náklady přes 100 tun. Rusko chce ke spolupráci na ní získat Ukrajinu, kde například sériově vyrábějí rakety Zenit, a s Kazachstánem, kde stojí kosmodrom Bajkonur. Opět pro výpravy ve dvacátých letech.
Tyto projekty jsou srovnatelné s americkým Saturnem 5 a s ruskou Energijí. Americký nosič dopravoval okolo Země 140 tun a k Měsíci 45 tun. Ruský 100 tun na nízkou dráhu, k Měsíci – pokud by tam zamířil – 32 tun.

Asteroid místo lunární základny?

K čemu bude takové monstrum sloužit? Pro vynášení těles do výšek 300–500 kilometrů bude zbytečné. SLS nanejvýš umístí na této dráze jednu orbitální laboratoř vcelku. Mezinárodní kosmické stanici ISS bude končit životnost, a proto ji bude chtít NASA nahradit.
Rusové a Číňané mluví o tom, že by chtěli vysadit své kosmonauty na Měsíci. Nemáme však harmonogram pro tuto expedici – prohlásil koncem září Ou-jang c’jüan z Čínské akademie věd.
Americký prezident George W. Bush pomýšlel na stálou lunární základnu, navíc uvažoval o přípravě lidí k návštěvě Marsu. Když přišel na jeho místo Barack Obama, z ideologické zášti tyhle představy smetl. Po dlouhém přesvědčování, že americká kosmonautika potřebuje opět velký cíl, ohlásil, že první expedice do vzdálenějšího prostoru má zamířit k blízkému asteroidu. NASA a průmyslové firmy se tedy k takové výpravě pod označením Plymouth Rock začínají chystat.
Vzorky z těchto těles by astronomům přispěly k poznání vzniku naší sluneční soustavy, protože jsou zbytky z jejího formování, zvláště je zajímá přítomnost vody. Průmyslovým podnikům by zase ukázaly, nakolik tam mohou počítat s těžbou vzácných materiálů, jako jsou platina a další kovy.
Nicméně definitivní rozhodnutí nejspíš padne ve druhé polovině tohoto desetiletí – bude záležet i na stavu amerického hospodářství. Jestliže Obama prodlouží svůj pobyt v Bílém domě, těžko to udělá ke konci svého vládnutí, ale spíš to přenechá svému nástupci, tedy počínaje rokem 2017. A příští americký prezident se může vrátit k Bushově představě zamířit na Měsíc.
Nebyl by Měsíc jednodušší a logičtější cíl? Vždyť Američané už tam byli, takže mají určité zkušenosti.
Bylo by rozumné jít podle vědecké logiky jednotlivými kroky: orbitální stanice – základna na Měsíci – výprava lidí na Mars. Stanice v blízkosti Země nebude vyžadovat příliš velké úsilí a finance, takže by se její příprava mohla krýt s nástupem na Měsíc. Teprve až budou končit tyhle práce, je možné rozvinout projekt pilotovaného Marsu.

Zkušební polygon Měsíc

ISS, složená z řady modulů, přišla na 100 miliard dolarů. Podle názoru astronoma Petra Lály bude nová kompaktní kosmické stanice kroužící okolo Země lacinější, protože k její výstavbě postačí jediný start, nikoli více letů s jednotlivými částmi.
Ovšem na druhé straně začínám uvažovat: Bude taková základna ještě zapotřebí? Nepřevezmou veškerou činnost na drahách okolo Země nejrůznější družice, zatímco vlivy kosmu na organismus lidí a materiálů se budou ověřovat během výprav na Měsíc či k libračním bodům?
Po roce 2020 chce poslat lidi na Měsíc řada zemí. Proklamovaly to nejen Rusko a Čína, ale také Japonsko, Indie, Evropská kosmická agentura (ESA), dokonce také Írán. Mezitím některé firmy počítají s vyvážením turistů na obhlídku našeho nebeského souseda – Space Adventures, která spolupracuje s Moskvou, chce k tomu využít lodí Sojuz. Zatím však je většina těchto plánů ve sféře dohadů a úvah, zatímco finance a technické zabezpečení všem chybí. Jedině Čínu s termínem přistání po roce 2025 můžeme brát vážně.
Jedním startem by mohla americká superraketa SLS anebo obdobně silný nosič dopravit na povrch našeho nebeského souseda okolo 50–70 tun užitečného nákladu. Odborníci uvažují o tom, že by před příletem lidí na vybrané místo tam předem vyslaly všechny díly budoucího příbytku, laboratoře, observatoře, vozidla a zásoby. Naváděcí aparatury to jistě umožní. Všechny díly staveb budou unifikované – v principu stejné jako části velké orbitální stanice či budoucího planetoletu. První směna lunární základnu aspoň zčásti smontuje dohromady a uvede do provozu. Další v tom budou pokračovat.
Kdyby byl projekt dobře připraven, mohla by tahle stanice zahájit provoz koncem dvacátých let. Kromě běžných výzkumů by se na ní zkoušela technika určená pro budoucí výpravu k Marsu, tedy pro dlouhodobý let v krutých podmínkách vesmíru.
Posádky by se střídaly v půlročních směnách – stejně jako na ISS. Nicméně lékaře a psychology bude zajímat, jak lidé snášejí život ve snížené tíži (je tam šestinová gravitace ve srovnání s pozemskou) a mimo ochranný plášť radiačních pásů okolo Země, které odstiňují kosmické záření.
Finanční náklady? Obrovské. Lunární projekt Apollo stál v šedesátých letech minulého století americké daňové poplatníky přes 24 miliard dolarů – dnes by to bylo vlivem inflace desetkrát tolik. Takže trvalý návrat na Měsíc by vyšel možná na 200 miliard dolarů.
První muž na Měsíci Neil Armstrong burcoval v roce 2010 Kongres: "Návrat na Měsíc by byl nejvýhodnější cestou k expanzi lidí do sluneční soustavy." Měl naprostou pravdu.

Planetolet zadlužených Spojených států

Někteří odborníci tvrdí, že se bez prověřování lidí a techniky na Měsíci obejdou, počítají rovnou s letem na Mars.
Kdy můžeme s takovou expedicí počítat? Až po tom, co se orbitální laboratoř a základna na Měsíci – pokud se bude stavět – zaběhnou a vystačí s provozními náklady. Na kolik peněz se tahle expedice vyšplhá? Nikdo neví, mnohem víc než lunární středisko. Hází se čísla až do 500 miliard dolarů. Jestliže by přípravy tohoto projektu probíhaly deset let, pak by to bylo každoročně 50 miliard. To by zase nebyla tak velká suma.
Kdo by si to mohl dovolit? Spojené státy? Čína? Rusko? Mezinárodní společenství? Anebo někdo jiný?
Kreml, který prohrál závod o vysazení prvního člověka na Měsíc, investice do kosmických letů značně snížil. Třebaže nové kroky v kosmonautice patří k prestižním znakům velmoci, vysloužilý důstojník tajné služby, která měla vždycky dobrý přehled o světě, Vladimír Putin si v prezidentském křesle dobře uvědomuje, že propast mezi ruskou a americkou technikou i způsobem řízení je stále dost velká. Proto spíš posiluje jiné prestižní odvětví, navíc důležité pro obranu země – ozbrojené síly. Nemyslím, že by Rusko za 15 let sahalo po Měsíci, tím méně po Marsu.
Čína – pokud nebude muset čelit velké sociální či ekonomické krizi – by si to mohla dovolit. Jenže ve srovnání s USA jí chybí široká vědecká a průmyslová základna. V zemi neexistuje volná soutěž, svobodné myšlení a odvaha k riskantním skokům – vychází to nejen z omezenosti komunistického režimu, ale i z tamních staletých tradic. Proto ve vědě pokulhává.
Třebaže začínající čínští vědci odcházejí sbírat zkušenosti především do Ameriky a většina z nich se vrací domů, zatím žádné převratné objevy neohlásili. Pod většinou prestižních studií a vynálezů se podepisují lidé pracující v amerických a západoevropských laboratořích. Důvod? Vládne tam tvůrčí atmosféra, odvaha experimentovat, pokoušet hranice nedovoleného – to je v autokratickém komunistickém režimu vyloučeno. Uvědomují si tahle omezení někteří z prozíravějších pekingských vůdců? Nevíme. Existuje východisko? Změnit ducha země je problém na mnoho desetiletí, pokud ne na staletí.
Zbývají Spojené státy, země zadlužená zvláště Číně. Mohou Američané takový projekt spustit? Jestliže se vyváží z rozsáhlé a finančně náročné vojenské angažovanosti v Asii, proč ne. Po technické a intelektuální stránce k tomu mají nejlepší podmínky.
Termín startu? Budeme-li počítat se všemi stupínky osvojování vesmíru, pak spíš v polovině třicátých let anebo později. Ostatní zájemce musíme zařadit do kategorie slávychtivých řečníků.
Byrokracie, která nemiluje novoty, panuje nejen v Rusku, a Číně, ale svým způsobem i v NASA. V průkopnických šedesátých letech hořeli všichni američtí odborníci a manažeři snahou co nejdřív zvládnout všechny úkoly, občas bez ohledu na čas a předpisy. Dnes už všechny kosmické agentury západního světa svazuje spousta předpisů a nařízení, které úředníci horlivě plní. Vrcholní šéfové nových projektů by měli být nadšenci, kteří by tuhle touhu infikovali i svým podřízeným.

Podnětem opět prestiž

Co by tedy mohlo vést k zahájení stavby lunární základny či výpravy na Mars?
Podle mého názoru stejně jako v případě lunárního projektu Apollo – snaha po potvrzení velmocenské prestiže. Prezident John Kennedy vyhlásil za národní cíl vysazení na Měsíci a bezpečný návrat domů v květnu 1961. Byla to odpověď na první umělou družici a prvního člověka ve vesmíru, což byly obrovské úspěchy Moskvy. Pro USA, které se považovaly za vědecko-technickou supervelmoc, to byl políček do tváře. A pán Bílého domu potřeboval, aby jeho země opět získala ztracené sebevědomí, a to projektem, o němž mu jeho poradci tvrdili, že je nad síly Sovětského svazu. Měli pravdu – Američané opravdu stanuli na Měsíci jako první, Kreml svůj projekt nakonec zastavil, protože být druhý považoval za ostudu.
Po skončení studené války se jako největší protiváha Spojeným státům vynořuje komunistická Čína – v ekonomice, ve sférách vlivu, ve zbrojení.
Jestliže si americký prezident uvědomí, že potřebuje zvýšit prestiž své země, požádá poradce, aby mu navrhli nějaký převratný projekt. Oceánologie? Biotechnologie? Kyberprostor? Nic není tak velkého, aby to otřáslo světem.
Po návratu na Měsíc nezbude nic jiného, než vyslat lidi na Mars. To je úkol, jehož naplněním se USA mohou opět zapsat do historie jako vítězství vědecky a technicky nejvyspělejšího národa na světě. Určitě by tohle úsilí přineslo vedlejší zisky i pro náš pozemský život – jako lunární Apollo, z nichž dosud těžíme.

Cesta nejméně dva roky

Mluví se o tom, že by marsovská expedice měla být projektem mezinárodním. Nesouhlasím. Takové velké projekty se obtížně řídí. Například stanice ISS je záměrem americkým, Američané rovněž do ní vložili nejvíc umu a prostředků. K jejímu dopracování a provozu přibrali menší státy, Rusko a ESA, které však při jejím řízení požadují větší práva – a to situaci občas komplikuje.
Patrně nejsnazší by bylo, kdyby NASA vypsala na různé systémy a zařízení výběrová řízení, a bude na jednotlivých firmách, jestli je vyhrají. Svým způsobem se tím vyřadí vliv cizích státních orgánů.
Cesta Země-Mars potrvá pomocí klasických chemických motorů tři čtvrtě roku. Přibližně stejnou dobu bude vyžadovat návrat. Uvažuje se o využití elektrického pohonu, který by let zkrátil možná až na tři měsíce. U malých těles tento kvalitativně nový typ motorů vyzkoušeli. Avšak pro velké stroje ho zatím nikdo nerozpracovává. První návštěvníci Marsu proto musí počítat s odloučením od Země trvající nejméně dva roky.
I vědecko-technický zázrak, i dobrodružství
Jestliže kosmonauti najdou na Marsu vymřelé anebo vymírající mikroby, mohlo by jejich poznání přispět nejen k objasnění vzniku života na Zemi, ale třeba i pochopení podstaty některých závažných chorob. Kdyby nic takového neobjevili, přinese první meziplanetární expedice zisk v podobě nových vynálezů a objevů jako v minulosti projekt Apollo. A tenhle vedlejší přínos bude vyšší, než kolik stamiliard dolarů se do samotného letu vložilo, ovlivní život pozemšťanů na několik desetiletí.
Projekt zkoumání planety Mars lidmi z bezprostřední blízkosti bude největším vědecko-technickým zázrakem a dobrodružstvím první poloviny 21. století. Ve druhé polovině tohoto století začnou kosmonauti zkoumat velké planety a jejich měsíce, zvláště pak ty, které jsou v podezření, že na nich bují mikrobi či látky potřebné k životu. Tyhle kolumbovské výpravy si zatím neumíme představit.

Lunární základna

Od šedesátých let minulého století vybírají odborníci a firmy nejvhodnější místo pro postavení stálé základny na Měsíci. Na ničem se neshodli. Základna patrně vznikne buď u jižního, nebo severního pólu. Důvod? Je tam voda, zvláště v okolí pólů – a ta by se dala využívat k výrobě kyslíku pro dýchání a vodíku jako paliva pro rakety.
První příbytky by se skládaly z jednotlivých modulů, odvozených od dílů budoucí velké stanice, spojených dohromady. Po nějaké době by je musely bagry zahrnout vrstvou regolitu, která ochrání posádku před nepříznivými účinky kosmického záření. Později kosmonauti přestěhují svá obydlí do jeskyní, anebo stroje vyhloubí hluboké příkopy, kam se moduly uloží a zasypou.
Kosmonauti v pracovních skafandrech by směli pobývat na povrchu jenom určitou dobu, aby dávky radiace, které dostanou, nepřesáhly normy. Není vyloučeno, že by se kvůli tomu zkrátily směny ze šesti měsíců na čtyři anebo na tři.
Práce by tam probíhaly ve dvou směrech: samotný průzkum Měsíce a studium astronomické. Pozorování optickými dalekohledy by bylo snazší než na Zemi, protože tam neexistuje závoj atmosféry. Pro radioastronomický dalekohled už našli odborníci několik kráterů na odvrácené straně, protože tam by jeho činnost nerušily pozemské vysílače.

Výprava k asteroidu

Na Obamovu výzvu se NASA zaměřila na plánování mise k asteroidu. Do blízkosti Země se dostává na 7000 těchto těles. V letech 2024–2026, kdy by měla americká výprava startovat, jich bude poblíž prolétávat asi šest.
Projekt nazvaný Plymouth Rock připravuje firma Lockheed Martin už od roku 2007. Orientačně se počítá s tímto scénářem:
Čtyři lidé poletí v upravené dvojici lodí MPCV k vybranému asteroidu, vzdálenému dvacetkrát dál než Měsíc, tři měsíce. Cílový balvan bude velký aspoň čtyři metry a o hmotnosti 500 tun, maximální dosáhne průměru 70 metrů a přes milion tun. Astronomové musí vybrat takový, který rotuje jenom velmi pomalu, aby nehrozilo, že se od něho stroj s posádkou odtrhne. Na jeho povrchu stroj buď přistane, což bude náramně složité, protože nemá prakticky žádnou přitažlivost, anebo se uvažuje o snazší variantě – bude se vznášet v malé vzdálenosti od něj. Během až osmi pěti dnů kosmonauti uvázaní na lanu několikrát vystoupí a naberou vzorky půdy pro vědce na Zemi. Přitom jim bude pomáhat chytrý robot.
"Tato výprava bude velmi riskantní," domnívá se Andy Thomas, který několikrát letěl v raketoplánu. "Bude stejně nebezpečná, jako byly expedice Apolla na Měsíc."
Josh Hopkins, který vede u firmy Lockheed Martin budoucí pilotované programy, považuje za užitečné, když MPCV postupně navštíví aspoň dva asteroidy. Mohl by z nich přivézt až 100 kilogramů vzorků.
Tři měsíce tam a tři měsíce zpátky mohou být předstupněm letu lidí na Mars. Ukáže se, nakolik může člověka poškodit trvalé kosmického záření, případně výbuchy Slunce a supernov, a jak bude posádka psychicky snášet vzdalování od Země. Asteroid bude od Země vzdálen 10–12 milionů kilometrů, zatímco Mars se pohybuje po dráze vzdálené 56–100 milionů kilometrů.

Mars nepřístupnou oázou života?

Občas se mluví o tom, že kdyby se našly na Marsu stopy života na mikrobiální úrovni, i třeba mrtvého, byl by to podnět k vyslání kosmonautů. To je nesmysl. Jestliže by příznaky jakéhokoli života objevily, měla by být planeta prohlášena za kosmickou oázu, lidem nepřístupnou. Proč? Nikdo si neumí představit, jak by se tyto mikroorganismy chovaly, kdyby se dostaly do našeho prostředí. Někteří odborníci varují: mohly by vyvolat na Zemi pandemie neznámých chorob, proti nimž bychom se neuměli bránit. Vysterilizované automaty také méně ohrozí případný marsovský život před znečištěním pozemskými mikroby než lidé.
Výzkum Marsu se životem, ať živým či mrtvým, by měly obstarávat automaty, zařízení dokonale sterilizovaná před vysláním na planetu, stejně jako po návratu na orbitální stanicí kroužící okolo. Není však vyloučeno, že ani sebedokonalejší sterilizace by nezabránila přenosu pozemských mikroorganismů na Mars a naopak marsovských na kosmickou laboratoř. Určité znalosti pro tuto obranu nám dávají práce biologů v laboratořích s nejvyšším stupněm zabezpečení před kontaminací.

Možný harmonogram americké kosmonautiky

2025: Vyslání nové orbitální stanice na oběžnou dráhu okolo Země, pokud to bude ještě zapotřebí.
2028–2030: Zahájení výstavby stálé lunární stanice.
2036–2045: Start první expedice k Marsu.


Uveřejněno na iDNES-Technet 22. 11. 2012

Se svolením autora převzato z www.karelpacner.cz