Zaří 2008

Výprava lidí na Mars bude obrovským rizikem

Karel Pacner

K Marsu vyšleme deset lodí, na jejich palubách bude dohromady 120 lidí. Takovou představu uveřejnil německoamerický raketový konstruktér Wernher von Braun v roce 1957, v roce, kdy Sověti vypustili do vesmíru první dvě družice. Byla to velikášská představa. Dnes počítají odborníci z americké kosmické agentury NASA, že tam pošlou jeden planetolet se šestičlennou, případně sedmičlennou posádku. Nicméně před tím tam odletí až devět strojů v automatické verzi, které průzkumníkům přivezou spoustu zásob, zařízení a strojů. Určitý obrázek dal v uplynulých týdnech seriál Mars na obzoru, dokument s hranými prvky, který vysílala televizní stanice Spektrum. Hovořili v něm jak američtí, tak ruští odborníci.

Přes polovina automatů neuspěla

Američané chtějí ve druhé polovině příštího desetiletí znovu přistát na Měsíci a tam vybudovat stálou základnu. Počítá s tím plán, který přednesl prezident George Bush před čtyřmi roky. A po roce 2030 by zamířil planetolet k Marsu.

Cílené přípravy k takové expedici potrvají 10-15 let, takže se k nim bude vyslovovat několik amerických prezidentů a několik kongresů, které mohou její financování přiškrtit anebo naopak podpořit. Na rozdíl od projektu Apollo v šedesátých letech minulého století, kdy existovalo soupeření se Sovětským svazem, tady žádný takový podnět nebude existovat. Rusko ani Čína nemají takové kapacity, aby se mohly do závodu o Mars pustit.

Šance na úspěch výpravy nejsou příliš velké. Podle dr. Jamese B. Garvina, hlavního vědeckého poradce amerického kosmické agentury, se pohybují od 1 : 5 až po 1 : 10. Vychází se z toho, že ze čtyř desítek automatických sond, které měly tuto planetu studovat, neuspěla více než polovina.

Pobyt přes dva roky

Cesta na Měsíc trvá tři dny, na Mars se létá pomocí dnešních chemických motorů 6-9 měsíců. Možná, že se podaří včas vyvinout jaderný motor VASIMR, který by jednu trasu zkrátil na pouhých 90 dnů, ale není to jisté.

Nejvýhodnější dráhy pro cesty na tuto planetu se otevírají přibližně každých 26 měsíců. Samozřejmě létat se tam dá i mimo tato období, ale vyžadovalo by to desetkrát výkonnější rakety. Sověti a Američané proto museli využívat tato startovací okna.

Z toho vycházeli plánovači NASA vedení Lorensou Bessovou, kteří uvažovali o strategii prvních expedic. Naskytuje se možnost přiletět k Marsu, spustit na jeho povrch výsadek a po měsíci zase odletět zpátky k Zemi. Anebo ponechat průzkumníky na planetě půldruhého roku.

Po diskusích a výpočtech, které probíhaly několik let, dospěli k závěru, že výhodnější bude dlouhodobá mise. Při krátkém zastavení by mnoho práce kosmonauti neudělali, měli by čas na průzkum pouze nejbližšího okolí místa přistání - a to by byl příliš drahý výlet. Náklady na expedici se totiž odhadují na několik set miliard dolarů, mluví se nejméně o 200 miliardách. Proto dnes dává vedení NASA při úvahách o expedicích na Mars přednost dlouhodobému pobytu.

Strava, spánek a hygiena

Třebaže tento projekt povede americká NASA, Washington nepochybně přizve odborníky z dalších států, především z Evropské kosmické agentury (ESA), Japonska a Kanady. Účast dalších zemí bude záležet na mezinárodní situaci. Na palubě planetoletu nebudou pouze Američané, ale i občané jiných zemí. Jejich společenské a kulturní zvyky mohou soužití komplikovat. Odborníci mají strach, aby mezi nimi nepropukla ponorková nemoc - nechuť k soužití s ostatními, navíc na malém izolovaném prostoru. Nová psychická situace vznikne i tím, že se loď bude vzdalovat od Země - to dosud nikdo neokusil.

Kosmonauti musí být psychicky odolnější než dřív, protože při takové expedici budou odkázáni jeden na druhého, aniž by měli možnost se vrátit. Jerry Linenger, který pracoval na ruské orbitální stanici Mir se dvěma tamními kolegy, popisoval některé obtíže. Brzy zjistil, že nejsou schopni pracovat v takovém tempu, v jakém by chtěli - chyběla motivace. Navíc americkému kosmonautovi vadil zápach kolegů, kteří se nemohli celé měsíce sprchovat. Často považovali jídlo za nepoživatelné. Když jim nákladní loď Progress přivezla zásoby, všichni se vrhli na čerstvé ovoce a zeleninu. Málo se vyspali, i když po spánku toužili - odborníci nevědí, jak si nespavost v kosmu vysvětlit. Vadil jim hluk, který způsobovaly přístroje, i jeho úroveň na Mezinárodní kosmické stanici (ISS), kde je sice menší, není pro dlouhodobé cestování přijatelná. Stále tam s hlukem bojují, už počtvrté vyměňují zvukovou izolaci ventilátorů v ruské části stanice.

Strava, spánek a hygiena nejsou luxus, ale nezbytný předpoklad pro klidný život. A proto je musí týmy specialistů zajistit.

Ponorková nemoc

NASA počítá s posádkou složenou z mužů i žen. Rusové nechtějí smíšené týmy do kosmu pouštět. Lékař Valerij Poljakov, dnes náměstek ředitele Ústavu lékařsko-biologických problémů v Moskvě, který sám strávil při dvou výpravách 679 dnů na Miru, přičemž stále drží rekord v nepřetržitém pobytu 437 dnů, to vysvětluje takto: "Smíšená posádka může vyvolávat psychické problémy a vytvářet napětí."

Rusové už takovou zkušenost mají. V roce 1999 uspořádal Poljakovův ústav pokus s izolací lidí 240 dnů v maketě planetoletu. Když ruský velitel políbil na Nový rok Kanaďanku Judith Lapierovou, žena to brala jako sexuální obtěžování. Rus nepochopil, proč si na něj Kanaďanka stěžuje. To ukazuje na rozdílnost kulturního a společenského klimatu.

Někdy vznikají složité situace mezi posádkami a řídícím střediskem. V roce 1973 posílalo houstonské velitelství na stanici Skylab tolik pokynů, že se kosmonauti naštvali a stávkovali. Totéž se stalo v osmdesátých letech na Miru.

Nejlepší zkušebnou pro dlouhodobé kosmické lety jsou roční expedice vědců a pomocného personálu - mužů a žen - na základnách v Antarktidě. Sex tam patří k předpokladům spokojeného soužití. Vznikají nesezdaná manželství - dvojice spolu žijí po celou dobu pobytu a potom se bez výčitek rozejdou. Velitel jedné americké výpravy na jižním pólu dovolil lidem, aby denně hovořili se svými rodinami. Bylo to drahé, ale vyplatilo se - žádné psychické problémy se nevynořily. Avšak v jiné expedici vztahy skřípaly, až se stalo, že najednou kuchař vzal na ostatní kladivo.

Zkušenosti s ponorkovou nemocí mají rovněž kosmonauti, i když o nich nechtějí příliš mluvit. Toto zákulisí zůstává tajemstvím, z něhož vyplavou některé příhody jenom občas. V roce 1982 pobývali na orbitální stanici Saljut 7 sedm měsíců pilot Anatolij Berezovoj a konstruktér Valentin Lebeděv. Jednou dospěly jejich spory do takového stadia, že Lebeděv žádal řídící středisko: "Okamžitě nás stáhněte dolů! Jinak Berezovoje zabiju. Už nechci pracovat s mrtvolou!" Spojař s ním debatoval tak dlouho, až mu to rozmluvil.

O patnáct let později přežila posádka Miru srážku s nákladní lodí Progress - jeden z modulů byl poškozen, ale lidé kritickou situaci zvládli. Když bylo po všem, oznámil kosmonaut Alexandr Lazutkin Vladimíru Semjonovovi v řídicím středisku, že má všeho dost a spáchá sebevraždu. Ale před tím se ještě půjde vyspat. Po probuzení se dal normálně do práce.

Nejrizikovějším bude psychika

Fyzické předpoklady pro dlouhodobý pobyt v kosmu jsou samozřejmé. Ovšem mnohem důležitější bude psychologická slučitelnost. Nedávné zatčení americké kosmonautky Lisy Nowakové, která žárlila na kapitánku armády a chtěla ji ublížit, vyvolalo u vedení NASA pozdvižení: Jak to, že jsme toto nebezpečí včas nerozpoznali? Psychologové sledují kosmonauty během výcviku, analyzují jejich chování v rozličných situacích. Ale případ Nowakové jim ukázal, že to nestačí.

Američtí specialisté vytvářejí počítačovou metodu obličejové analýzy, která má ukázat na počínající stres. Podařilo se jim určit, co znamenají jednotlivé výrazy v obličeji. Zjistili, že stres vyjadřují všichni lidé stejně - mozek jim totiž také funguje stejně. Všechny tyhle informace vložili do počítače, který je schopen na základě pohledu na obličej určit, jestli na zkoumaného člověka nepřichází stres. Už dřív zřídila NASA výcvikové středisko, kde se lidé učí překonávat psychické obtíže, ve státu Wyoming.

Kromě stresu bude posádka marsovského planetoletu zápasit ještě s jedním problémem - s nudou. Konstruktéři počítají s tím, že řízení tohoto stroje maximálně automatizují - obávají se totiž chybných rozhodnutí kosmonautů. Lidé tedy nebudou mít co dělat. Psychologové a další specialisté si nyní lámou hlavu nad tím, jak je činorodě zaměstnat.

Po celou dobu letu i během pobytu na povrchu budou mít kosmonauti podvědomý strach o život. Aby na něj nemysleli, musí se zabývat něčím, co je baví, rozptyluje, co je zaměstná. Kromě toho každý z nich si bude moci zvolit virtuálního kamaráda pro soukromé rozhovory. Členové dlouhodobých expedic nesmějí být primadony a kovboji, musí to být týmoví hráči. Psychologové musí vybrat lidi, kteří budou tahouny, motivátory, analytici a budovateli vztahů. Přesto zůstane nejrizikovějším článkem letu na Mars člověk.

Zkřehnuté kosti

Planetolet sestaví kosmonauti na oběžné dráze Země z několika modulů. Patrně bude těžší, než ISS, která má mít po dokončení 470 tun. Zatím není jasné, jestli jeho součástí bude výsadkový modul, anebo ho vyšlou na oběžnou dráhu okolo planety už dřív. Na lodi nebude umělá přitažlivost, kosmonauti budou muset přežít až devítiměsíční cestu tam, stejně jako zpátky, ve stavu beztíže. Někteří ruští kosmonauti tak dlouhé lety bez trvalých následků na zdraví zvládli. Ovšem členové dlouhodobých posádek museli denně nejméně dvě hodiny cvičit, což bylo otravné. Přesto se tato beztíže na jejich organismu podepsala - odplavováním vápníku z kostí, které křehly. Lékaři a biologové mají obavy, že by kosti marsovských průzkumníků mohly zeslábnout a zestárnout z věku 40-45 let na kosti osmdesátníka trpícího osteoporózou.

Američan Linenger vyprávěl, že během pěti měsíců na Miru ztratil hodně síly. Dřív dokázal uzvednout 65 kilogramů, po přistání jenom 16 kilogramů. Obvykle klesá síla svalů o polovinu. Možná by se to dalo vyřešit instalací malé centrifugy na palubě, na níž by se kosmonauti projížděli. Avšak to by bylo technicky dost náročné a není jasné, nakolik by to pomohlo a jestli by Coriolisovy síly nevedly ke zdravotním potížím.

Štít proti záření

Velmi nebezpečné budou různé druhy záření. Paprsky gama z vybuchujících supernov mohou vyvolávat rakovinu a poškození mozku, případně i smrt. Zatímco rakovina by se vyvíjela postupně, mozek by mohl vypovědět službu okamžitě - zapomínáním, dezorientací, špatnou činností. Proto by se neměli na takovou cestu vydávat pětatřicátníci, nýbrž lidé starší, aby se u nich případná nádorová choroba objevila později, případně by zemřeli dřív na něco jiného. Rovněž částice vyvržené erupcemi na Slunci mohou kosmonauty ohrozit. Jejich předpovědní službu na Zemi by bylo třeba posílit soustavou družic na drahách bližších naší hvězdě.

Samozřejmě proti záření musí být paluba lodi anebo aspoň její část chráněna. Stínění klasickým olovem je vyloučeno, bylo by příliš těžké. Tento štít by měl být z lehkých materiálů, například z polyetylenů, jimiž jsou vybaveny ložnice kosmonautů na ISS. V Langleyho výzkumném středisku NASA hledají nové prostředky už víc než půldruhého desetiletí. Například se uvažuje o vytvoření umělého magnetického pole, ale to by mohlo vyvolat zdravotní rizika. Zato se velmi osvědčil sloupec vody. Atomy vodíku, které jsou jak v polyetylénu, tak ve vodě, jsou nejlepším moderátorem čili zpomalovačem nabitých částic. Není však jasné, jak takové stínění zkonstruovat.

Další nebezpečí představují mikrometeoroidy. Jakmile planetolet projde jejich mrakem, musí posádka pomocí dálkově ovládaných kamer překontrolovat celý povrch. Možná bude nutné, aby ho obhlédli kosmonauti při výstupu do prostoru, ale ti musí mít jistotu, že nehrozí žádná sluneční erupce.

Minuty hrůzy

Planetolet nejdřív zakotví na oběžné dráze okolo Marsu a teprve potom se od něho oddělí kabina s kosmonauty. Američtí odborníci považují přistávací manévr za neobyčejně složitý. Probíhá automaticky, řídící středisko na Zemi nemá možnost do něho zasáhnout, posádka jenom v omezené míře. Autoři filmu předpokládali, že to potrvá šest minut - proto hovořili o šesti minutách hrůzy. Země se dozví o šťastném přistání nebo havárii za 14-25 minut, doba záleží na vzdálenosti obou planet.

Atmosféra Marsu je řídká - představuje asi jedno procento atmosféry Země. Šedesátitunový přistávací modul do ní vstoupí ve výšce 125 km nad povrchem rychlostí okolo 14 500 km/h. Musí mít ochranný štít, protože dvě minuty poletí stroj plazmatem o teplotě až 4 tisíce stupňů. Tento průlet zbrzdí rychlost na 1800 km/h.

Američané a Rusové chtějí vymyslet na ochranu modulu skořepinový štít o průměru 26 metrů. Bude nafukovací, rozvine se teprve krátce před vstupem do atmosféry. Lehký materiál pro něj teprve hledají. Jak Garvin, tak Leonid Gorškov z ruské firmy Eněrgija se shodli na tom, že k dalšímu brzdění nemohou použít padáky - musely by být tak obrovské jako stadion v Pasadeně. Také hurikány, které zuří na Marsu, by mohly takové přistání zkomplikovat. Závěrečný sestup proto bude záviset na menších raketových motorech. Kabina se musí posadit blízko místa, kde budou ležet zásoby a materiál dopravený už dřív. James Cameron z kalifornského střediska JPL připomněl, že na jeho nalezení budou mít piloti málo času - půldruhé minuty. Vědci proto musí vyvinout přesný naváděcí systém, který tam kosmonauty zavede. Pro případ, že by dosedli poměrně daleko od plánované základny, navrhl Cameron, aby výsadkový modul měl kola, takže by mohli svůj stroj použít jako auto.

Všechno se musí povést napoprvé. Žádné chyby se neodpouštějí. Buď lidé přistanou, anebo havarují.

Hledání života

Zatímco na Měsíci je přitažlivost šestkrát menší než na Zemi, na Marsu je třetinová. Třebaže to člověku usnadní v těžkém skafandru pohyb, přesto se v členitém terénu fyzicky vyčerpá. Výhoda na druhou stranu spočívá v tom, že na rozdíl od měsíčného prostředí přece jen imituje lépe pozemskou tíži. Bohužel lidské tělo vnímá šestinu stejně fyziologicky jako beztíži. Delší vzdálenosti proto budou překonávat terénními vozidly. Vzhledem k členitosti terénu je povede dopředu systém družic podobný našemu GPS.

Hlavním úkolem kosmonautů bude pátrání po životě. Zkušenosti ze Země ukazují, že mikroorganismy jsou velice rozmanité, vědce překvapila odolnost některých vůči radiaci, teplotám, nedostatku energie a podobně. Obdobné organismy by mohly přežívat i na Marsu, rozhodně ne na povrchu, nýbrž blízko pod povrchem anebo i v hlubinách. To si zatím nikdo nedovede představit. V minulých letech našly družice, které krouží okolo této planety, příznaky ukazující na led pod povrchem. V polovině sedmdesátých let se zdálo, že sondy Viking, které tam přistály, narazily na známky života, ale ověřování těchto poznatků to nepotvrdilo. Proto jsou vědci opatrní. Podle našich pozemských představ platí, že kde je voda, tam je i život. Vztahuje se tato rovnice i na další nebeská tělesa? Snad, nevíme.

Jestliže se na Marsu najdou stopy po životě, byl by to úžasný objev. A ještě větší význam by mělo zjištění, že se odlišuje od pozemského. To by naznačovalo, že život není výjimečný, naopak že celá Galaxie může být plná života. Ovšem, současně by to byla biologická časovaná bomba. Nevíme totiž, jestli by marsovské mikroorganismy byly schopné existovat současně se životem na Zemi.

S černým pasažérem?

Odlet bude ještě složitější než přílet. Kosmonauti mají letět na stroji, který stál půldruhého roku na planetě, ničím nechráněn, zasypávaný pískem, který je jemnější než pudr. Mohl napáchat nenapravitelné škody - zanést trysky motorů, zničit mechanické otočné díly, proniknout do elektroniky. Zatímco na Zemi pečují o každou raketu před startem tisíce specialistů, tady bude posádka odkázána jenom sama na sebe. Dr. Paul Dohany z NASA to komentoval slovy: "Nemohou čekat, jestli se něco přihodí, nýbrž kdy se něco přihodí. Přesto se musí pokusit o start. Dalšího půldruhého roku tam nemohou čekat, to by znamenalo smrt."

Jestliže v pořádku odstartují, musí se spojit s mateřskou lodí, která bude kroužit nad Marsem. Od Země bude kosmonauty dělit 56 milionů kilometrů, které uletí možná až za tři čtvrtě roku. Další riziko bude spočívat v tom, jestli nepovezou nějakého černého pasažéra - jestli do kabiny nepronikly marsovské baktérie. Kdyby se ukázalo, že takové nebezpečí vzniklo, nemohou se kosmonauti vrátit na Zemi. Musí vyčkat v karanténě buď na orbitální stanici, anebo na lunární základně, dokud odborníci mikromarťany nějakým způsobem neovládnou. Pokud by se jim to nepodařilo, zůstane posádka kosmickými osamělci.

Jestliže se po třech letech ve zdraví vrátí na Zemi, i to bude obrovský náraz, zvláště na psychiku. Musí se sžívat se svými rodinami a přáteli. Přitom budou světovými hrdiny - tenhle pocit už změnil život nejednomu kosmonautovi.

(www.karelpacner.cz)