Vize po staletí, ne desetiletí

Měli bychom cestovat vesmírem? Pohodlná odpověď je ne. Vzhledem k tomu, co všechno nás jako lidstvo a civilizaci ohrožuje, by však nebylo moudré opustit průzkum vesmíru, pilotované lety a nakonec hledat jiná místa k životu než Zemi.

Před několika měsíci NASA oznámila podrobné Národní plán průzkumu vesmíruk dosažení vznešených cílů stanovených ve směrnici o vesmírné politice prezidenta Trumpa z prosince 2017. Tyto ambiciózní plány zahrnují: plánování přistání na Měsíci, dlouhodobé rozmístění lidí na Měsíci a kolem Měsíce, posílení vedoucího postavení USA ve vesmíru a posílení soukromých vesmírných společností a vývoj způsobu, jak bezpečně přistát americké astronauty na povrchu Marsu.

Jakákoli oznámení týkající se implementace marťanských procházek do roku 2030 – jak byla zveřejněna v nové zprávě NASA – jsou však poměrně flexibilní a mohou se změnit, pokud se stane něco, čeho si vědci v tuto chvíli nevšimli. Proto se před upřesněním rozpočtu pro pilotovanou misi plánuje například zohlednění výsledků Mise Mars 2020, ve kterém bude další rover shromažďovat a analyzovat vzorky z povrchu Rudé planety,

Lunární kosmodrom

Harmonogram NASA bude muset přežít finanční výzvy, které jsou typické pro každou novou prezidentskou administrativu USA. Inženýři NASA v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě v současné době sestavují kosmickou loď, která v příštích několika letech vezme lidi zpět na Měsíc a poté na Mars. Jmenuje se Orion a vypadá trochu jako kapsle, ve které astronauti Apolla letěli na Měsíc před téměř čtyřmi desetiletími.

Vzhledem k tomu, že NASA slaví 60. výročí, je naděje, že ji v roce 2020 kolem Měsíce a v roce 2023 s astronauty na palubě opět vyšle na oběžnou dráhu našeho satelitu.

Měsíc je opět populární. Zatímco Trumpova administrativa již dávno určila směr NASA k Marsu, plán je nejprve postavit vesmírná stanice obíhající kolem Měsíce, takzvaná brána nebo přístav, struktura podobná Mezinárodní vesmírné stanici, ale sloužící letům na povrch Měsíce a nakonec i na Mars. to je také v plánu stálá základna na našem přirozeném satelitu. NASA a prezidentská administrativa si stanovily za cíl podpořit stavbu bezpilotního robotického komerčního přistávacího modulu na Měsíci nejpozději do roku 2020.

Kosmická loď Orion se blíží ke stanici na oběžné dráze Měsíce - vizualizace

 V srpnu to oznámil v Johnsonově vesmírném středisku v Houstonu viceprezident Mike Pence. Pence je předsedou nově přepracovaného Národní vesmírná rada. Více než polovina navrhovaného rozpočtu NASA ve výši 19,9 miliardy dolarů na nadcházející fiskální rok byla přidělena na průzkum Měsíce a zdá se, že Kongres tato opatření schválí.

Agentura si vyžádala nápady a návrhy pro vstupní stanici na oběžné dráze kolem Měsíce. Předpoklady se týkají předmostí pro vesmírné sondy, komunikačních relé a základny pro automatizovaný provoz zařízení na měsíčním povrchu. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman a Nanoracks již předložily své návrhy NASA a ESA.

NASA a ESA předpovídají, že budou na palubě Lunární kosmodrom kosmonauti tam budou moci zůstat až asi šedesát dní. Zařízení musí být vybaveno univerzálními vzduchovými uzávěry, které umožní posádce vstoupit do vesmíru a zakotvit soukromé kosmické lodě účastnící se těžebních misí, včetně, jak je třeba rozumět, komerčních.

Když ne radiace, tak smrtící stav beztíže

I když tuto infrastrukturu vybudujeme, stejné problémy spojené s dálkovým cestováním lidí ve vesmíru ještě nezmizí. Náš druh nadále bojuje s beztíží. Mechanismy prostorové orientace mohou vést k velkým zdravotním problémům a tzv. vesmírná nemoc.

Čím dále od bezpečného kokonu atmosféry a magnetického pole Země, tím více radiační problém - riziko rakoviny roste tam s každým dalším dnem. Kromě rakoviny může způsobit i šedý zákal a popř Alzheimerova choroba. Navíc, když radioaktivní částice narazí na atomy hliníku v trupech lodí, částice jsou vyřazeny do sekundárního záření.

Řešením by bylo plasty. Jsou lehké a pevné, plné atomů vodíku, jejichž drobná jádra neprodukují mnoho sekundárního záření. NASA testuje plasty, které mohou snížit radiaci v kosmických lodích nebo skafandrech. Další nápad protiradiační zástěny, například magnetické, vytvářející náhradu za pole, které nás na Zemi chrání. Vědci z European Space Radiation Superconducting Shield pracují na diboridovém supravodiči, který vytvořením magnetického pole bude odrážet nabité částice pryč od lodi. Štít funguje při -263°C, což se nezdá moc, vzhledem k tomu, že ve vesmíru je již velmi chladno.

Nová studie ukazuje, že úrovně slunečního záření rostou o 10 % rychleji, než se dříve myslelo, a že radiační prostředí ve vesmíru se bude časem zhoršovat. Nedávná analýza dat z přístroje CRaTER na lunární orbitální dráze LRO ukázala, že radiační situace mezi Zemí a Sluncem se postupem času zhoršila a že nechráněný astronaut může obdržet o 20 % více dávek záření, než se dříve předpokládalo. Vědci naznačují, že velká část tohoto dodatečného rizika pochází z nízkoenergetických částic kosmického záření. Mají však podezření, že těchto dalších 10 % by mohlo v budoucnu způsobit vážná omezení pro průzkum vesmíru.

Stav beztíže ničí tělo. To mimo jiné vede k tomu, že některé imunitní buňky nemohou vykonávat svou práci a červené krvinky odumírají. Způsobuje také ledvinové kameny a oslabuje srdce. Astronauti na ISS bojují se svalovou slabostí, kardiovaskulárním poklesem a úbytkem kostní hmoty, které trvají dvě až tři hodiny denně. Na palubě však stále ztrácejí kostní hmotu.

Astronautka Sunita Williamsová během cvičení na ISS

Řešením by bylo umělá gravitace. Na Massachusetts Institute of Technology bývalý astronaut Lawrence Young testuje centrifugu, která tak trochu připomíná vizi z filmu. Lidé leží na boku, na plošině a tlačí na inerciální strukturu, která se otáčí. Dalším slibným řešením je kanadský projekt na negativní tlak dolní části těla (LBNP). Samotné zařízení vytváří zátěž kolem pasu osoby a vytváří pocit tíhy v dolní části těla.

Častým zdravotním rizikem na ISS jsou malé předměty plovoucí v kabinách. Ovlivňují oči astronautů a způsobují oděrky. To však není ten nejhorší problém pro oči ve vesmíru. Stav beztíže mění tvar oční bulvy a ovlivňuje ji snížené vidění. Jde o závažný problém, který dosud nebyl vyřešen.

Zdraví obecně se na vesmírné lodi stává obtížným problémem. Pokud se na Zemi nachladíme, zůstaneme doma a hotovo. V těsném uzavřeném prostředí naplněném recirkulovaným vzduchem a spoustou dotyků společných ploch, kde je těžké se pořádně umýt, věci vypadají úplně jinak. V tuto chvíli lidský imunitní systém nefunguje dobře, takže členové mise jsou několik týdnů před odjezdem izolováni, aby se ochránili před nemocemi. Nevíme přesně proč, ale bakterie jsou stále nebezpečnější. Pokud navíc kýchnete ve vesmíru, všechny kapky vyletí a létají dál. Když má někdo chřipku, budou ji mít všichni na palubě. A cesta na kliniku nebo do nemocnice je dlouhá.

Posádka 48 expedic na palubě ISS - realita života na palubě kosmické lodi

Další velký problém vesmírného cestování vyřešen žádné pohodlí život. Mimozemské expedice v podstatě spočívají v překonání nekonečného vakua v tlakovém kontejneru, který je udržován při životě posádkou strojů, které zpracovávají vzduch a vodu. Je tam málo místa a žijete v neustálém strachu z radiace a mikrometeoritů. Pokud jsme daleko od jakékoli planety, nejsou žádné výhledy ven, pouze hluboká tma vesmíru.

Vědci hledají nápady, jak tuto strašlivou monotónnost oživit. Jedním z nich je Virtuální realitakde by se astronauti mohli potloukat. Věc jinak známá, i když pod jiným názvem, z románu Stanisława Lema.

Je výtah levnější?

Cestování vesmírem je nekonečná řada extrémních situací, kterým jsou vystaveni lidé a zařízení. Na jedné straně boj proti gravitaci, přetížení, radiaci, plynům, toxinům a agresivním látkám. Na druhé straně elektrostatické výboje, prach, rychle se měnící teploty na obou stranách váhy. Navíc je všechno to potěšení strašně drahé.

Dnes potřebujeme asi 20 tis. dolarů na vyslání kilogramu hmoty na nízkou oběžnou dráhu Země. Většina těchto nákladů souvisí s návrhem a provozem. zaváděcí systém. Časté a dlouhé mise vyžadují značné množství spotřebního materiálu, paliva, náhradních dílů, spotřebního materiálu. Ve vesmíru jsou opravy a údržba systému drahé a obtížné.

Vesmírný výtah - vizualizace

Myšlenka finanční úlevy je alespoň částečně konceptem vesmírný výtahspojení určitého bodu na naší zeměkouli s cílovou stanicí umístěnou někde ve vesmíru po celém světě. Probíhající experiment vědců z univerzity Shizuoka v Japonsku je prvním svého druhu v mikroměřítku. V hranicích projektu Vesmírná autonomní robotická družice (STARS) dva malé satelity STARS-ME propojí 10metrový kabel, který bude pohybovat malým robotickým zařízením. Toto je předběžný mini-model vesmírného jeřábu. Pokud bude úspěšný, může postoupit do další fáze projektu vesmírného výtahu. Jeho vytvoření by výrazně snížilo náklady na přepravu lidí a předmětů do a z vesmíru.

Musíte také pamatovat na to, že ve vesmíru není GPS a prostor je obrovský a navigace není snadná. Deep Space Network - sbírka anténních polí v Kalifornii, Austrálii a Španělsku - zatím je to jediný mimozemský navigační nástroj, který máme. Na tomto systému se spoléhá prakticky vše, od studentských satelitů až po kosmickou loď New Horizons, která aktuálně proráží Kuiperův pás. Ten je přetížený a NASA zvažuje omezení jeho dostupnosti na méně kritické mise.

Samozřejmě existují nápady na alternativní GPS pro vesmír. Joseph Guinn, odborník na navigaci, se rozhodl vyvinout autonomní systém, který by shromažďoval snímky cílů a blízkých objektů pomocí jejich vzájemné polohy k triangulaci souřadnic kosmické lodi – bez nutnosti pozemního řízení. Krátce tomu říká Deep Space Positioning System (DPS).

Navzdory optimismu vůdců a vizionářů – od Donalda Trumpa po Elona Muska – se mnoho odborníků stále domnívá, že skutečnou perspektivou kolonizace Marsu nejsou desetiletí, ale staletí. Existují oficiální data a plány, ale mnoho realistů připouští, že pro člověka bude dobré vkročit na Rudou planetu až do roku 2050. A další pilotované výpravy jsou čirou fantazií. Ostatně kromě výše uvedených problémů je nutné vyřešit ještě jeden zásadní problém – žádný pohon pro opravdu rychlé cestování vesmírem.