Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vždy jsem snil o letu do vesmíru. Po mnoho let jsem však věděl, že je to jen sen. Byl jsem připoután k Zemi a na vozíku; tak jak jinak jsem mohl zažít nádheru vesmíru než prostřednictvím představivosti a své práce na poli teoretické fyziky? Nikdy mě nenapadlo, že bych mohl mít příležitost spatřit naši nádhernou planetu z vesmíru či dívat se do nekonečného prostoru za ní. To byla doména astronautů, těch několika šťastlivců, kteří mohou zažívat nádheru a vzrušení vesmírného letu. Ale to jsem nepočítal s energií a entuziasmem několika jedinců, jejichž životní tužbou bylo učinit onen první krok mimo Zemi. V roce 2007 se mi dostalo výsady účastnit se letu s nulovou gravitací a poprvé zažít stav beztíže. Tento stav trval pouhé čtyři minuty, ale byl to úžasný zážitek. Kéž by to nikdy neskončilo. V té době byl citován můj výrok, že se obávám, že lidstvo nebude mít žádnou budoucnost, pokud nevkročí do vesmíru.
Věřil jsem tomu tehdy a věřím tomu dosud. A doufám, že jsem ukázal, že vesmírného letu se může účastnit opravdu každý. Je na vědcích, jako jsem já, aby spolu s inovativními komerčními podnikateli učinili vše k probuzení nadšení a úžasu z cest do vesmíru.
Mohou však lidé existovat mimo Zemi po delší dobu? Naše zkušenost s ISS (Mezinárodní vesmírnou stanicí) ukazuje, že lidské bytosti mohou pobývat mimo planetu Zemi mnoho měsíců. Nulová přitažlivost na oběžné dráze však způsobuje spoustu nežádoucích fyziologických změn, mimo jiné slábnutí kostí, a objevují se i praktické problémy s tekutinami apod. Z toho důvodu bychom měli usilovat o vybudování základny na nějaké planetě či na nějakém měsíci, kde by lidé mohli dlouhodobě pobývat. Zanoříme-li ji pod povrch, získáme tím tepelnou izolaci a ochranu před meteority a kosmickým zářením. Planeta či měsíc by také mohly posloužit jako zdroj potřebných surovin, aby mimozemská komunita byla soběstačná a nezávislá na Zemi.
Jaké jsou možné končiny pro vybudování lidské kolonie ve sluneční soustavě? Tou nejzřejmější je samozřejmě Měsíc. Je docela blízko a relativně snadno dosažitelný. Už jsme na něm přistáli a jezdili po něm ve vozíku. Na druhé straně je Měsíc malý a nemá atmosféru ani magnetické pole, které by odvracelo částice slunečního záření, jako je tomu na Zemi. Není na něm tekoucí voda, ačkoliv led v kráterech na jeho severním a jižním pólu možná existuje. Kolonie na Měsíci by tento led mohla využít jako zdroj kyslíku, přičemž energie k tomu potřebná by se vyráběla pomocí solárních panelů nebo v jaderných elektrárnách. Měsíc by se tak mohl stát základnou pro cesty do ostatních částí sluneční soustavy.
Dalším cílem, který se nabízí, je Mars. Od Země je vzdálený polovinu její vzdálenosti od Slunce, takže z něho dostává polovinu tepla. Kdysi měl magnetické pole, ale to zaniklo před čtyřmi miliardami let, čímž se Mars ocitl bez ochrany před slunečním zářením. V důsledku toho ztratil větší část své atmosféry a zbylo mu pouze jedno procento tlaku ve srovnání se zemskou atmosférou. Dříve však musel být tlak na Marsu vyšší, protože na jeho povrchu vidíme útvary, které vypadající jako říční koryta a vyschlá jezera. Tekoucí voda nemůže na povrchu Marsu dnes existovat, protože by se v téměř naprostém vakuu vypařila. Z toho vyplývá, že Mars měl kdysi teplé a vlhké období, během něhož se mohl objevit život, buď spontánně, nebo prostřednictvím panspermie (to jest, byl tam dopraven odkudsi z vesmíru). Dnes na Marsu nejsou žádné známky života, ale pokud bychom objevili důkazy toho, že tam život kdysi existoval, naznačilo by to, že pravděpodobnost života vyvíjejícího se na vhodné planetě
je dosti vysoká. Musíme být ovšem opatrní, abychom tuto možnost nezaměnili s kontaminováním Marsu životem ze Země. Podobně musíme být velmi obezřetní, abychom nezanesli na Zemi nějakou marťanskou formu života. Neměli bychom vůči ní žádnou rezistenci, takže by mohla vyhladit veškerý život na Zemi.
NASA vyslala na Mars velké množství vesmírných lodí, počínaje sondou Mariner 4 v roce 1964. Prozkoumala planetu prostřednictvím dalších sond, které ji obletěly. Poslední z nich byla Průzkumná oběžnice Marsu. Tyto průzkumné sondy odhalily hluboké průrvy i úplně nejvyšší hory v sluneční soustavě. NASA rovněž umístila celou řadu sond na povrchu Marsu, naposledy dvě terénní vozidla. Ta vyslala k Zemi obrázky suché pouštní krajiny. Voda a kyslík by mohly být k dispozici v polárním ledu, jako je tomu na Měsíci. Na Marsu byla dříve sopečná činnost. Tou se mohly dostat na povrch minerály a kovy, které by kolonie mohla využívat.
Měsíc a Mars jsou ta nejvhodnější místa pro vesmírné kolonie v sluneční soustavě. Merkur a Venuše jsou příliš žhavé, zatímco Jupiter a Saturn jsou plynní obři bez pevného povrchu. Měsíce Marsu jsou velmi malé a oproti samotnému Marsu nemají žádné výhody. Některé z měsíců Jupitera
a Saturnu by však přicházet v úvahu mohly. Europa, jeden z měsíců Jupiteru, má povrch tvořený ledem. Pod ním by však mohla být voda v tekutém stavu a v ní se mohl vyvinout život. Jak to můžeme zjistit? Budeme muset na Europě přistát a vyvrtat v ledu díru?
Titan, měsíc Saturnu, je větší a hutnější než náš Měsíc a má hustou atmosféru. Mise Cassini-Huygens, kterou vyslaly NASA a Evropská kosmická agentura, dopravila na Titan výzkumnou sondu, která zaslala fotografie povrchu. Panuje tam ovšem velký chlad, protože je tak daleko od Slunce, a mne by opravdu nelákalo žít vedle jezera kapalného metanu.
A což takhle odvážit se za hranice sluneční soustavy? Naše pozorování naznačují, že významné množství hvězd má na svých oběžných drahách planety. Až dosud můžeme detekovat pouze obří planety o velikosti Jupiteru nebo Saturnu, ale lze důvodně předpokládat, že existují i planety menší, velké jako Země. Některé z nich se jistě nacházejí v obyvatelné zóně (tj. ani moc daleko od hvězdy, ani moc blízko k ní), jejich vzdálenost od hvězdy je tedy optimální a umožňuje existenci tekoucí vody na jejich povrchu. Takových hvězd je asi tisíc v okolí třiceti světelných let od Země. Pokud jen jedno procento z nich má v obyvatelné zóně planety velikosti Země, máme tu deset kandidátů na Nové světy.
Vezměme kupříkladu Proximu b. Tato exoplaneta, která je nejblíže Zemi, byť je od ní čtyři a půl světelného roku vzdálená, obíhá hvězdu s názvem Proxima Centauri, která se nachází v solárním systému Alfa Centauri. Nedávné výzkumy naznačují, že má rysy podobné Zemi.
Cesta do těchto kandidátských světů není s dnešními technologiemi nejspíš možná, ale zapojíme-li svoji představivost, můžeme si mezihvězdné cestování vytknout za svůj dlouhodobý cíl – pro nejbližších dvě stě až pět set let. Rychlost, jíž může naše raketa dosáhnout, závisí na dvou věcech: na rychlosti výtokových plynů a na tom, jaký podíl ze své hmotnosti raketa ztrácí při zrychlování. Rychlost výtokových plynů raket na chemický pohon, jaké stále používáme, je asi tři kilometry za vteřinu. Když ztratí třicet procent své hmotnosti, může dosáhnout rychlosti asi půl kilometru za vteřinu a potom opět zpomalí. Podle NASA potrvá cesta na Mars pouze asi 260 dní, plus mínus deset dní, přičemž někteří vědci pracující v NASA udávají pouhých sto třicet dní. Do nejbližšího hvězdného systému však takto cesta potrvá tři miliony let. K dosažení vyšší rychlosti bychom potřebovali mnohem vyšší výtokovou rychlost, než jakou mohou poskytnout chemické rakety, tedy samotnou rychlost světla. Silný paprsek světla ze spodní části rakety by mohl pohánět vesmírnou loď kupředu. Nukleární fúze může poskytnout jedno procento hmotnostní energie kosmické lodi, čímž by ji zrychlilo na jednu desetinu rychlosti světla.
K tomu, abychom ještě zrychlili, bychom potřebovali buď vzájemné vyrušení hmoty a antihmoty anebo zcela novou formu energie. Vzdálenost k Alfa Centauri je tak obrovská, že abychom k ní doletěli během lidského života, musela by kosmická loď vézt palivo o hmotnosti zhruba všech hvězd v galaxii. Jinými slovy, se současnou technologií je mezihvězdné cestování naprosto nepraktické. Alfa Centauri se nikdy nestane prázdninovou destinací.
Máme však naději toto změnit díky představivosti a důmyslu. V roce 2016 jsem zahájil spolupráci s podnikatelem Jurijem Milnerem na projektu Breakthrough Starshot („Průlomový hvězdostřel“), což je dlouhodobý výzkumný program, který má umožnit mezihvězdné cestování. Pokud uspějeme, vyšleme sondu k Alfa Centauri ještě během života dnešní generace.
tento text je úryvkem z knihy
Stephen Hawking: Stručné odpovědi na velké otázky
Argo a Dokořán 2021
O knize na stránkách vydavatele
