Per aspera ad Martem aneb Přes překážky na Mars
O Elonu Muskovi je známo, že si neklade malé cíle. Je také známo, že mnoha z nich už navzdory všem pochybovačům dosáhl. A ani ten největší, vybudovat kolonii na Marsu, již není ztracen v mlhavých dálavách, ale pomalu nabývá zřetelnějších kontur. Přesto přetrvávají pochybnosti nad uskutečnitelností tohoto grandiózního záměru.
Elonu Muskovi v cestě na Mars stojí řada technických překážek, největším úskalím však může být finanční náročnost. Na penězích se zasekl už jeho první marsovský projekt – Mars Oasis. Oč se jednalo? Na začátku milénia Musk ve snaze oživit zájem veřejnosti o průzkum Marsu plánoval poslat na Mars miniaturní experimentální skleník pro hydroponické pěstování rostlin. K tomu potřeboval raketu, a jelikož americké rakety byly velmi drahé, zkusil koupit ruské. Rusové za rakety Dněpr požadovali 8 milionů dolarů, což byla i v tehdejší cenové relaci velice příznivá cena, leč i to bylo pro Muska mnoho a k dohodě nedošlo – k velké smůle Rusů. Musk totiž po tomto nezdaru neodlétal z Moskvy otrávený, ale naopak inspirovaný. Našel díru na trhu a spolu s ní i způsob, jak realizovat své dalekosáhlé představy.
Start rakety Dněpr (Foto: DLR)
Rozhodl se založit si vlastní raketovou firmu – Space Exploration Technologies. SpaceX se skutečně brzy stalo významnou, vlastně nejvýznamnější firmou v kosmickém průmyslu a zdálo se, že jakmile vyvine dostatečně silnou raketu a vlastní kosmickou loď, misím na Mars už nic nebude bránit. SpaceX dokonce veřejně vyhlásilo projekt Red Dragon – mělo se jednat o upravenou verzi Crew Dragonu pro experimentální lety na Mars, vynášet ji měla raketa Falcon Heavy. Na Marsu by Red Dragon, naplněný vědeckými experimenty, přistával pomocí motorů SuperDraco. První mise byla plánována na léto 2020. Jenže v roce 2017 Musk oznámil, že od konceptu motorického přistání Dragonu bylo upuštěno; to ve svém důsledku znamenalo i konec projektu Red Dragon. I tak dravá firma jako SpaceX dokáže svými lidskými a finančními zdroji pokrýt jen omezené množství investičních projektů a vedle vývoje Crew Dragonu a přípravy Starlinku neměl Red Dragon šanci získat prioritu, neboť pro cesty na Mars SpaceX stejně zamýšlelo vyvinout mnohem komplexnější systém, dnes známý jako Super Heavy Starship. Po dokončení rakety Falcon (kterou SpaceX zdokonalovalo až do verze zvané Block 5) a lodi Crew Dragon se mohly práce na vývoji Starship rozběhnout v ostrém tempu.
Umělecká představa Red Dragonu na povrchu Marsu (Zdroj: SpaceX)
Ještě to ale neznamená, že nastal čas si rezervovat letenky na Mars. Až bude Starship uvedena do provozu, jejím prvním úkolem bude vynést zbývající družice konstelace Starlink. Ovšem ani poté, co se Starship osvědčí při dopravě na nízkou oběžnou dráhu, nebude vyhráno. Pro meziplanetární lety bude třeba vyřešit doplnění pohonných látek (metan, kyslík) na oběžné dráze a vymyslet, jak tyto kryogenní látky zachovat v kapalném stavu. A kromě toho by se hodilo i nějaké stínění před radiací. Teprve až se ve spolupráci s NASA podaří překonat tyto technické překážky, což si jistě vyžádá nějaký čas, může SpaceX pomýšlet na cesty k Měsíci a Marsu. První na řadě bude Měsíc, neboť ten je chápán jako odrazový můstek pro Mars. Na Měsíci si Američané hodlají vyzkoušet technologie pro výpravy do hlubokého vesmíru a přistání na Marsu. Při střízlivém odhadu tak SpaceX první raketu k Marsu vyšle až někdy kolem roku 2030, možná ještě později. To už bude dávno mít konkurenční Rocket Lab svou sondu u Venuše. Sám Musk vyjádřil v jednom rozhovoru obavu, že pokud nedojde ke zrychlení pokroku v inovacích, možná se základen na Měsíci a Marsu nedožije.
Starship na Marsu (Zdroj: SpaceX)
Ale zpátky k penězům. Vybudování satelitní konstelace Starlink má podle zveřejněných odhadů stát kolem 10 miliard dolarů a vývoj Starship si podle Muska vyžádá dalších přibližně 5 miliard. Zvláště u Starship to ale může být silně podhodnocený odhad; pro srovnání: na vývoj jednodušší SLS vydala NASA 20 miliard. V každém případě je zřejmé, že SpaceX investuje rychlejším tempem, než se jí investice vracejí, a tím se dostává do složíté situace, kterou řeší mimo jiné i dalšími odprodeji akcií (za ideálních okolností by si stávající akcionáři své podíly žárlivě střežili). Naposledy se jí takto podařilo navýšit kapitál o 850 milionů dolarů. Pozitivní je, že SpaceX už má na orbitě dostatek družic Starlink, aby mohlo začít nabízet plnohodnotné internetové připojení. Pozitivní to je hlavně z toho důvodu, že právě příjmy ze Starlinku, časem prý až v řádu desítek miliard dolarů ročně, by se měly stát zdrojem pro financování aktivit na Marsu, takže čím dřív bude vydělávat, tím lépe.
60 družic Starlink před vypuštěním na orbitu (Foto: SpaceX)
Není však ani zdaleka jisté, že tak velké očekávání bude naplněno. V minulosti třeba úplně nevyšel předpoklad, že nízká cena raket Falcon povzbudí poptávku po vynášení družic. Počet vynášených satelitů se skutečně zvýšil, ale nevzrostl úměrně k tomu počet startů středně těžkých nosičů. Trendem se totiž stalo sdílené vynášení miniaturizovaných družic, a pokud se zvládne optická komunikace s družicemi, mohly by být v budoucnu ještě menší a lehčí, neboť optickým komunikačním systémům stačí méně prostoru (nepotřebují anténu), hmotnosti i energie, takže vynášení družic by se později mohlo stát doménou malých raket. Jak to nakonec doopravdy bude se Starlinkem, je stále předmětem spekulací, uvažuje se například o jeho vyčlenění a obchodování na burze, už fáze veřejného beta testování ale ukázala jeho velký potenciál a dá se se značnou mírou jistoty předpokládat, že díky vysokým ziskům bude SpaceX schopné pokrýt náklady na další vývoj Starship a dobudování satelitní konstelace (v plánu je možná až 42 000 družic).
Stavba základny na Marsu si však vyžádá další obrovské peníze, proto se SpaceX bude nepochybně snažit tak jako dosud o úzkou spolupráci s NASA. Jenže prioritou NASA je v současnosti návrat na Měsíc. Zatím jediný projekt, do kterého by se SpaceX teoreticky mohlo na Marsu zapojit, je mise MSR (Mars Sample Return). Její náplní je sesbírat vzorky hornin zanechaných za sebou marsovkými pojízdnými roboty a odletět s nimi na Zemi, kde by mohly být prozkoumány mnohem sofistikovaněji (například měřit, jak se mění izotopické poměry napříč vzorkem, což umožní jeho datování) a třeba i opakovaně až bude k dispozici lepší technika. Mise MSR se má skládat ze tří samostatných částí: rychlého robota, který projede trasu a sesbírá odložená pouzdra o velikosti propisky se vzorky; rakety, jež vynese schránku s posbíranými vzorky na orbitu Marsu; a lodi, která na oběžné dráze schránku o velikosti basketbalového míče polapí a zamíří s ní zpět k Zemi.
Koncept návratu vzorků v rámci mise Mars Sample Return (Zdroj: NASA/JPL)
I z tohoto stručného popisu je zřejmé, že se jedná o technicky mimořádně složitou misi, proto i velmi drahou a riskantní. Případná ztráta vzorků by byla velkým neštěstím, neboť na rozdíl od připravované čínské návratové mise jsou tyto vzorky pečlivě vybrané a pocházejí z různých míst. Cena mise je taktéž nemalou komplikací, neboť polovinu závazků na sebe vzala Evropská kosmická agentura ESA, pro níž by to mohlo být až příliš velké sousto, zvláště když jí vznikly dodatečné náklady související s odloženou misí ExoMars. Kdyby byla k dispozici Starship, bylo by možné celou misi MSR výrazně zjednodušit, zlevnit a provést snad ještě v tomto desetiletí. Sestrojit vozítko pro sběr pouzder se vzorky by nemuselo být příliš obtížné a jeho dopravu na Mars a se vzorky zpátky by obstarala právě Starship. Další mise na Rudou planetu, které by zajišťovalo SpaceX, by už pravděpodobně souvisely s dlouhodobým cílem NASA vyslat na Mars člověka. Stejnou ambici má i čínská kosmická agentura. Vzájemné soupeření, pokud k němu dojde, bude finanční vodou na Muskův mlýn.
Přenesme se nyní do doby, kdy bude Starship certifikována pro lety s posádkou a po překonání všech technických překážek bude schopna zajišťovat přepravu mezi planetami. Nastane pak čas budování marsovské základny? Logicky ano, neboť astronauté budou muset na Marsu přečkat alespoň rok, než se „otevře okno“ pro návrat na Zemi. Do té doby budou muset bydlet v nějakém umělém prostředí, Mars je totiž pro život mnohem nehostinnější než kterékoliv místo na Zemi! Nejhorší problémy souvisí s atmosférou, která je velice řídká, což má za následek tuze nízký atmosférický tlak (pouhých 0,8 kPa), chabou ochranu před kosmickým zářením a extrémně mrazivé teploty. Navíc neobsahuje molekulární kyslík, ten se však dá vyrobit z oxidu uhličitého, kterého je v atmosféře Marsu 95 %. Přístroj na výrobu kyslíku je již úspěšně testován na vozidle Perseverance.
Umělecká představa marsovské základny (Zdroj: SpaceX)
Největší starosti působí radioaktivita, protože Mars má nejen slabou atmosféru, ale i zanedbatelné magnetické pole, takže povrch planety je plně vystaven kosmickému záření. Konkrétně v oblasti kráteru Gale naměřil robot Curiosity průměrnou denní dávku kosmického záření ze vzdáleného vesmíru a energetických částic ze Slunce o hodnotě 0,67 mSv (milisievertů). Pro srovnání: na Zemi člověk během dne absorbuje obvykle méně než 0,01 mSv; při CT vyšetření hrudníku je tělo vystaveno 7 mSv. Úroveň radiace na Marsu zkrátka představuje nepřijatelně vysoké zdravotní riziko, zvlášť pokud zrovna dojde ke sluneční erupci – emise částic ze Slunce se v takovém případě zvýší o několik řádů. Jak známo, průchod vysokoenergetických částic biologickou tkání poškozuje buňky. Jednotlivé buňky i celá tkáň má sice schopnost vzniklá poškození a ztráty opravovat či nahrazovat, ale účinnost regenerace závisí na stupni poškození a časovém průběhu ozáření. Přibližně 10 % poškození je neopravitelných a zbytek tělo dokáže postupně opravovat tempem zhruba 2,5 % za den. Určitou míru zániku buněk organismus vydrží, při vysoké dávce radiace nerozložené v čase se však projeví nemoc z ozáření. Symptomy nemoci z ozáření se objevují při dávce 1–2 Sv, po dávce cca 4,5 Sv umírá polovina zasažených. Při nižších dávkách nebo díky jejich rozložení v čase má radioaktivní záření pouze stochastické (pravděpodobnostní) následky v podobě zhoubného bujení zmutovaných buněk. Podrobně se problematice kosmického záření věnoval Vladimír Wagner v článku Jak přežít ve vesmíru se zářením. Otázkou nicméně je, co se proti němu dá dělat. Plášť kosmické lodi neposkytuje dostatečnou ochranu, hlavní činností první expedice na Marsu proto asi bude výstavba základny. Ta by mohla být buď na povrchu, zahrnutá mohutnou vrstvou regolitu, nebo by se pro ni vyhloubil tunel. Podle Petra Brože z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR, by se dalo využít lávových tunelů z doby, kdy byl Mars vulkanicky aktivní, které mohou být desítky i stovky kilometrů dlouhé. Když je řeč o tunelech, k Muskovým firmám patří i Boring Company, hypoteticky by se pro ni zde naskýtal byznys.
Pomůže Boring Company vybudovat tunely pro základnu na Marsu? (Foto: Boring Company)
Dalším velkým oříškem je energetika. Na Marsu nejsou zásoby fosilních paliv; jaderné elektrárny jsou technicky složité a mimo Zemi je vše ještě komplikovanější (musel by se například vynalézt nový způsob chlazení reaktoru atd.); z obnovitelných zdrojů připadá v úvahu jedině fotovoltaika. Výběr je tedy značně zúžený. V první fázi se určitě uplatní fotovoltaické elektrárny. Na Mars sice vzhledem k jeho vzdálenosti od Slunce dopadá jen 43 % slunečního záření ve srovnání se Zemí, ale zato tam není žádná oblačnost, která by bránila průchodu světla. S výjimkou období prachových bouří by tedy fotovoltaická elektrárna bez potíží zvládla pokrýt spotřebu základny. V případě větší aglomerace, která by měla být z velké části soběstačná, by však situace byla s rostoucími energetickými nároky složitější, projevil by se stejný problém jako na Zemi – fotovaltaické elektrárny nejsou natolik výkonné, aby zcela nahradily ostatní zdroje. Ale i kdyby se tento problém podařilo vyřešit prostým navýšením počtu solárních panelů, což v praxi není zas tak jednoduché, nebylo by prozíravé se spoléhat jenom na jeden zdroj energie, po jehož ztrátě (např. v důsledku havárie) by kolonie nepřežila. Bude tudíž potřeba mít v záloze ještě tu jadernou elektrárnu.
Umělecká představa základny na Marsu (Autor: Bryan Versteeg / Spacehabs.com)
Ve výčtu nesnází nemůže chybět ani psychologický aspekt. Pro spoustu lidí by byl výlet na Mars úžasným zážitkem. Ale strávit tam zbytek života? To už je úplně jiné kafe. Pořád v podzemí, ven jen ve skafandru – kdo by o takovém životě snil? A kdo by takovou budoucnost přál svým potomkům? Teraformace Marsu je běh na šíleně dlouhou trať s nejistým výsledkem. K tomu je zapotřebí ještě přičíst, že přinejmenším v prvních fázích osídlování Marsu by kolonie byla závislá na dodávkách ze Země, což je další dobrý důvod, proč si přestěhování na Mars rozmyslet. Zajištění dodávek pro Mars totiž závisí na něčem, co se nám sice zdá samozřejmé, ale co samozřejmé vůbec není. Řeč je o politické a ekonomické stabilitě, bez které vyspělý průmysl a infrastruktura nemůže existovat. Strašák etnických konfliktů nebo ekonomického rozvratu (např. v důsledku dluhové krize nebo sociálních experimentů) je bohužel zcela reálný a stabilita není nic zaručeného, jak dokládá historie nebo situace jinde ve světě. První Marťané se tedy budou muset fyzicky i psychicky adaptovat na jiné životní podmínky a zároveň akceptovat existenční nejistotu. To od nich bude vyžadovat opravdu mimořádné odhodlání a odvahu. A když se takoví lidé nenajdou? Krajním, ale možná jediným řešením by v takovém případě bylo vybudovat na Marsu trestaneckou kolonii.
Musk si je nepochybně dobře vědom všech výše uvedených překážek, které stojí v cestě naplnění jeho vize lidstva jako meziplanetárního druhu. Přesto svou vizi dál hlásá. Skeptici si to vysvětlují jako chytrý marketingový tah – v jednom článku na Lupě nadepsaném Proč nevěřím Elonu Muskovi a jeho cestám na Mars se například píše:
U amerických firem se stává pomalu zvykem, že osobnosti zakladatelů jsou součástí hodnoty firmy (…) Když Steve Jobs měl své slavné keynotes, při kterých představoval nové produkty, přenášely je tisíce televizních stanic a internetových kanálů, platilo se za to, aby tuhle reklamu Applu směly vysílat; druhý den o tom novináři chrlili tisíce článků. Když chce jiná firma propagovat svůj produkt, musí si draze platit reklamní prostor – s efektem zlomkovým. Elon Musk to pochopil velmi dobře – ví, že jeho osobnost je reklamním nosičem nejvyššího kalibru a že tedy musí přicházet se stále smělejšími a smělejšími vizemi (…) Vnímám tedy Muskovy stále odvážnější vize o kolonizaci Marsu spíše jako součást nafukování mediální bubliny než reálné plány. Musk chytře sází na to, co je velkou částí lidské duše – na touhy a očekávání, které vlastně zčásti naplní již svými prohlášeními. Člověk žije po tisíce let svůj klopotný a spíše nudný život – a vzhlíží ke hvězdám. Musk mu říká, že se tam jednou podívá a osídlí ten rudý kotouček na obzoru – tomu se skoro nedá říci ne.
Obdivovatelé Elona Muska jsou zase vesměs toho názoru, že Musk svým vizím opravdu věří, a že právě tato víra je to, co ho ráno vykopává z teplé postele, co stojí v pozadí jeho úspěchů, a čím nakazil všechny okolo sebe. No a my realisté bychom se aspoň mohli snažit chovat se k naší domovské planetě s větší ohleduplností. Druhou nemáme a pravděpodobně mít nebudeme.
wpDiscuz
