Levně a rychle. Jak se Američané chtějí vrátit na Měsíc

Práce na projektu Apollo si od vyhlášení do prvního přistání Američanů na Měsíci vyžádaly osm let. Prezident Donald Trump v roce 2017 požádal kosmickou agenturu NASA, aby vrátila astronauty na Měsíc v roce 2024, kdy, jak doufá, bude ještě bydlet v Bílém domě.

Projekt Artemis, jak se úsilí o návrat člověka na Měsíc nazývá, by měl mít ambiciózní cíle. „Tentokrát to nebude jenom vztyčení vlajky a lidská stopa na měsíčním povrchu,“ řekl Trump v prosinci 2017. „Vytvoříme základnu pro výpravy na Mars a jednou možná i dál.“ Plán pak v březnu 2019 jménem administrativy oficiálně potvrdil viceprezident Mike Pence.

Je cíl v tomto termínu uskutečnitelný? Pravda, na Měsíci jsme již byli, takže hlavní těžkosti známe. Je ovšem jisté, že i tak se určitě vynoří nové problémy, s nimiž odborníci nepočítali, a budou je muset řešit. Když se podíváme na jiné velké kosmické projekty, zjistíme, že žádný neodstartoval v původně plánovaném termínu.

Prezidentův zřejmě záměr není náhodným výstřelem, jak se to u něho stává. Měsíc před volbami na podzim 2016 si k sobě pozval Roberta Walkera, bývalého předsedu Výboru pro vědu, techniku a vesmír Sněmovny reprezentantů, a požádal ho, aby pro něj připravil koncept kosmické politiky.

Malý krok pro ženu Zajímavým návrhem, který obráží společenskou atmosféru v USA, si k nápadu na návrat k Měsíci přisadil také viceprezident Mike Pence: Prvním člověkem, který se opět vylodí na Měsíci, by měla být žena. Která žena by mohla první na Měsíci? Určitě to bude jedna z dvanácti, které jsou dnes členkami astronautického oddílu v Johnsonově kosmickém středisku NASA v Houstonu. Patrně největší naději má jedna ze čtveřice, která byla vybrána v roce 2013 z více než šest tisíc zájemkyň. Jsou to: zkušební pilotky majoři Nicole Mannová a Anne McClainová, vědkyně Christina Kochová a Jessica Meirová. McClainová a Kochová nyní slouží na Mezinárodní kosmické stanici ISS. Kochová by měla v nejbližší době pokořit ženský rekord pobytu v kosmu – má se vrátit v únoru 2020 po 335 dnech. Těm ženám je dnes 40–41 let, takže budou v době startu Artemis 3 nebo 4 v ideálním věku a plné zkušeností. Není vyloučeno, že NASA nakonec sáhne po nejzkušenější astronautce Sunitě Williamsové, která se nyní chystá na svou třetí kosmickou misi. V minulosti byla zkušební pilotkou, která testovala třináct různých strojů – to je zkušenost, které si kosmická agentura vysoce cení. Ovšem v době plánovaného skoku na Měsíc jí bude okolo šedesátky. Vesmír ochutnaly rovněž lékařka a inženýrka Serena Auňón-Chancellerová (197 dnů v roce 2018) a mikrobioložka Kate Rubinsová (115 dnů v roce 2016). Dalších pět žen se zatím do vesmíru nepodívalo. Proto s nimi nelze pro Artemis počítat. Viceprezident Mike Pence oznámil, že USA chce do pěti let přistát na Měsíci.

Zrušeno pro divácký nezájem

Dovolte nejprve malé ohlédnutí: astronauti naposled přistáli na Měsíci v prosinci 1972. Další plánované tři výpravy Apolla Kongres už dřív zrušil. Američany přestalo bavit sledování „našich chlapců“ na Měsíci v barevné televizi: Viděli jsme je, jak tam jezdí autem, a to nám stačí. Pokračovala válka ve Vietnamu, která polykala miliardy dolarů. V ulicích proti ní protestovaly statisíce. Znečištění životního prostředí se rozšiřovalo, Spojené státy zápasily se spoustou běžných problémů, které musely řešit. Ostatně v závodě o Měsíc nad Sověty zvítězily a opět získaly prestiž technicky nejvyspělejší země světa.

V dalších letech se občas vynořovaly snahy zahájit nový lunární projekt, ale nikdo k tomu neměl odvahu. Až v lednu 2004 prezident George Bush vyhlásil, že v roce 50. výročí Apolla 11, tedy v roce 2019, by se tam astronauti v rámci projektu Constellation měli vrátit. Nepodařilo se však na to uvolnit dost peněz a jeho následovník Barack Obama, který kosmické lety nemiloval, tento úmysl pohřbil.

Nyní by se situace měla změnit. Donald Trump v rámci své politiky Amerika první vyhlásil návrat na Měsíc, a to nejen na pár dnů jako za Apolla, nýbrž natrvalo. Později přidal Trump i další cíl – Mars.

Proč Artemis? Markentingoví myslitelé sáhli opět do antické mytologie a vybrali jméno římské bohyně lovu. Je to symbol – Artemis byla dvojčetem boha lukostřelce Apollóna, pod jehož jménem létali Američané na Měsíc před půlstoletím. Hodilo se i to, že je také bohyní Měsíce a měsíčního svitu.

Orion neboli MPCV

Kosmická agentura původně počítala s výpravou na Měsíc v roce 2028. Proto už delší dobu pro ni připravovala stroje a dělala cílené výzkumy.

V roce 2006 začala vyvíjet firma Lockheed Martin pro Constellation na objednávku NASA kosmickou loď Orion. Za deset let měla poprvé odstartovat se šestičlennou posádku až na třítýdenní expedici, přidáním dalších servisních modulů mohla zůstat v kosmu déle. Po mnoha zádrhelech ji za Obamy přejmenovali na Víceúčelovou pilotovanou loď (Multi-Purpose Crew Vehicle – MPCV) pro čyři astronauty. Obamovým pochlebníkům šlo o to, aby se co nejvíc odstřihli od nenáviděného Bushe. Nicméně dnes všichni pořád mluví o tomto kosmickém plavidle jako o Orionu.

Je to v podstatě zvětšená kabina Apolla. Tento kužel má výšku 8,10 m (Apollo 3,66 m), maximální průměr 5 m (3,9 m), objem kabiny 8,95 mᶟ (6,17 mᶟ), váha 15,5 t (5,5 t). Servisní sekci dodala Evropská kosmická agentura ESA, druhý její kus dokončuje. Pro dlouhodobé výpravy se počítá s připojením obytného modulu (Deep Space Habitat).

Přestupní nádraží LOP

První zkušební výprava MPCV bez posádky proběhla 5. prosince 2014, žádný další se zatím neuskutečnil. Harmonogram výprav záleží na dokončení nové rakety SLS (Space Launch System), dříve Ares, ve firmě Boeing. Tento nosič má být po Saturnu 5 opět nejmohutnější raketou – výška 102 m (Saturn 5 měl 110,6 m), na nízkou dráhu vynese 70–130 t (Saturn 5 měl až 140 t) užitečného nákladu. NASA kritizuje továrnu, že s vývojem tohoto nosiče příliš nespěchá.

Někdy v roce 2020 či 2021 (harmonogram zatím není hotový) by měl SLS uskutečnit výpravu Artemis 1 s bezpilotním Orionem okolo Měsíce. Na podzim 2022 (možná 2023) se počítá s opakováním této expedice s lidmi. A v roce 2024 Artemis 3 by měl vysadit čtveřici astronautů na jižním pólu našeho nebeského souseda. Ovšem vzhledem k dnešnímu stavu prací se zdá, že to bude úkol pro Artemis 4 možná v roce 2025.

Proč jižní pól? Výzkumy ukazují, že by tam měl být pod povrchem led, jehož využívání by usnadnilo lidem pobyt. Během čtyř následujících let tam plánují vybudování stálé základny.

Pro cesty na Měsíc chce NASA vytvořit stálý most – Lunární orbitální platformu (Lunar Orbital Platform – LOP). Toto přestupní nádraží bude kroužit okolo našeho věčného souseda na výstřední dráze 1 500 –70 000 km. Se stálou posádkou se nepočítá, astronauti na ni přiletí ze Země Orionem a tam přestoupí do lunárního modulu. Srdcem LOP bude upravený Orion poháněný sérií výkonných motorů. Nicméně k obecné architektuře zatím projektanti nedospěli.

Lunární nádraží není novou myšlenkou. Konstruktéři NASA začali rýsovat jeho první koncepty už dřív, veřejnost s nimi seznámili v roce 2012.

Původně se na něm mělo podílet také Rusko. Ředitel Roskomosu Dmitrij Rogozin pohrozil, že pokud jeho země nebude na tomto projektu důstojně zastoupena, neúčastní se ho. To je neuvěřitelně drzý výrok. Roskosmos trpí finančními úbytěmi a je otázkou, jestli by dokázal nějakou důstojnou část zaplatit. Moskva tímto manévrem, který může vypadat jako diplomaticky chytrý, zřejmě vyhlásila, že o LOP nemá zájem, protože na něj nemá peníze.

Později Rogozin neméně sebevědomě řekl, že Rusko se nepřidá k USA při stavbě stálé lunární základny, ale postaví vlastní, případně v kooperaci s jinými státy. Ovšem Moskva chce začít létat na Měsíc někdy po roce 2030 – pokud na to bude mít peníze.

Za kolik?

Když jsme u otázky peněz, kolik by měl projekt vlastně stát? V polovině května ohlásil Trump navýšení rozpočtu NASA na příští rok o 1,6 miliardy dolarů – na projekt Artemis.

Apollo si vyžádalo 25 miliard dolarů, po přepočtu na dnešní ceny by to bylo 150 miliard. Kolik má stát Artemis? To nikdo nedokáže přesněji odhadnout. Ředitel NASA Jim Bridenstein se před nedávnem odvážně vyjádřil, že na to postačí pouze 20–30 miliard dolarů, tedy 450–680 miliard Kč. Což je zhruba rozpočet České republiky na půl roku anebo hrubý domácí produkt Estonska.

Nyní dostává kosmická agentura ročně okolo 20 miliard dolarů. Bridenstein předpokládá, že bude potřebovat pokaždé navíc 4–6 miliard. Zatím jde ovšem o předběžné odhady, jasněji by mělo být v únoru, kdy administrativa předloží svůj návrh rozpočtu NASA pro další fiskální rok.

Proč tak relativně málo? Předně mnoho technologií už není třeba vynalézat od začátku, jejich kontury jsou jasné. A za druhé by mělo údajně náklady snížit zapojení soukromých firem, které jsou pružnější a jejichž majitelé mohou uvolňovat desítky milionů na řešení nenadálých oříšků ze dne na den, zatímco pro Kongres to bývá problém na několik měsíců.

Nebe otevřené soukromníkům

Situace je totiž jiná než v 60. letech. Tehdy soupeřily Spojené státy se Sovětským svazem o to, kdo vysadí prvního člověka na Měsíci. Prezident Bush totiž otevřel soukromníkům nebe a od té doby se zrodilo několik společností, které mají ambice vozit do vesmíru lidi.

Nejdál je Space X, kterou v roce 2002 založil Elon Musk. Jeho raketa Falcon s lodí Dragon vozí už od roku 2012 náklady na ISS. Příští rok by měl Dragon obstarávat i výměnu posádky na stanici (ovšem harmonogram změnil výbuch Crew Dragon v dubnu 2019). Američané tedy přestanou využívat ruské Sojuzy.

Firma SpaceX vyvinula mohutnou raketu Falcon Heavy. Tento nosič vysoký 70 m má dopravovat na dráhu okolo Země 64 t, k Měsíci 22 t a k Marsu okolo 15 t. Poprvé zkušebně odstartoval loni v únoru, letos již dvakrát vynesl do vesmíru komerční náklad.

Musk staví ještě větší raketu – Big Falcon Rocket (BFR), později přejmenovanou na Starship, vysokou 118 m a schopnou vozit přes 100 t nákladu. Tento nosič by měl vynést v lodi Big Falcon Spaceship (BFS) v roce 2023 turisty na cestu okolo Měsíce. Japonský miliardář Jusaku Maezawa už koupil letenky pro sebe a osm kamarádů umělců. Ovšem ambiciózní Musk vyhlašuje za svůj konečný cíl kolonizaci Marsu. Říká: „Chci zemřít na Marsu.“

Také nejbohatší člověk planety Jeff Bezos, majitel zásilkové firmy Amazon, se pustil do kosmického byznysu, když v září 2000 založil společnost Blue Origin. Zpočátku se zaměřil na suborbitální lety, tedy na jakési výskoky do výšek okolo 100 km, kam chce vyvážet turisty. Kvůli tomu postavili jeho inženýři raketu New Shepard, kterou už čtyři roky zkoušejí. Silnější nosič New Glenn má dopravovat astronauty na dráhu okolo Země.

Před dvěma roky vyhlásil Bezos náročnější cíl: Postavíme stálou základnu na Měsíci. Počítá přitom s úzkou spoluprací s NASA. „Chci vidět miliony lidí, kteří žijí a pracují ve vesmíru.“ V květnu představil Bezos veřejnosti model svého lunárního modulu Blue Moon, která má dovézt na lunární povrch náklad vážící až 4,5 t. Rovněž dvě další firmy nabízejí kosmické agentuře obdobné výsadkové kabiny.

Space X a Blue Origin tedy mají v projektu Artemis spojit síly s NASA. Navíc vládní agentura vybrala tři firmy, které mají v příštích dvou letech dopravovat náklady na Měsíc – automatické stanice a průzkumná vozítka. Také vyzvala řadu dalších firem a laboratoří, aby k přípravě tohoto nového skoku přispěly. Do projektu se zapojí rovněž ESA, Kanada a Japonsko, tedy v minulosti osvědčení partneři.

Zdraví na prvním místě

Vylodění astronautů musí předcházet důkladné studium Měsíce. NASA počítá s vysláním dvanácti automatů. Mají zkoumat tamní půdu a její vzorky vozit do pozemských laboratoří. Rovery s přístroji se zaměří na průzkum širokého okolí. Speciální stanice mají zjistit, jak na elektronické systémy působí tamní radiace. Další mají ověřit, nakolik se lunární materiály přichytí na skafandry astronautů a jak to může ovlivnit průběh výprav.

O strojích Artemisu mají odborníci poměrně jasné představy, trápí je ovšem otázky týkající se lidského zdraví. Během delšího pobytu na Měsíci nejsou vyloučeny poruchy spánku, změny v činnosti mozku a v imunitním systému. Izolace v bunkrech daleko od Země může vyvolávat stres.

Mnoho otazníků přinesl dlouhodobý let Scotta Kellyho na ISS v letech 2015–2015, jehož zdravotní stav porovnávali lékaři a biologové s jeho dvojčetem Markem, který zůstal na Zemi. Během 340 kosmických dnů povyrostl Scott přibližně o 7 cm a ztratil 4,5 kg váhy. Ovšem to není nic nového, obdobné hodnoty naměřili lékaři už dříve u mnoha astronautů po návratu.

Zato porovnání stavu obou jednovaječných dvojčat přineslo odborníkům šok. Vzorky krve ukázaly, že v astronautově organismu vznikly změny, kterým vědci nerozumějí. Také se vynořil zajímavý rozdíl v telomerech obou dvojčat. Telomery jsou koncové části chromozomů, které se při buněčném štěpení zkracují. Jejich úkolem je chránit chromozomy před divokou rekombinací, bránit oblasti nesoucí geny a zaštiťovat tělo proti rakovině.

Zkracování telomerů je spojeno se stárnutím buněk a jejich odumíráním (nevíme ovšem jistě, zda zkracování telomerů přispívá ke stárnutí, nebo je prostě doprovodným projevem stárnutí). Genetici předpokládali, že telomery ve Scottově těle budou po přistání kratší, ale stal se pravý opak – prodloužily se. Po přistání se vrátily na svou obvyklou délku.

Během dlouhodobé kosmické cesty by prodlužování telomerů mohlo vyvolávat různé nemoci, čehož se obával John Charles, šéf programu studia lidské fyziologie v NASA. Mohlo by to například vadit při cestě na Mars a před dosednutím na jeho povrch.

Testy odhalily stovky změn v aktivitě Scottových genů během a složení baktérií v zažívacím traktu. Zpomalila se rychlost a přesnost astronautovy paměti. Zvýšila se úroveň tuků a hormonů v těle, což může mít nežádoucí vliv na různé záněty. Vyplavování vápníku, které lékaři znají od jiných astronautů, vede ke zpomalování tempa formování kostí.

Trvalo přibližně rok, než se Scottovy fyziologické parametry a duševní stav vrátily na normální úroveň, v jaké se nacházely před startem.

Nejvíc se vědci bojí, že lunární kolonisté budou vystaveni působení slunečního a kosmického záření, které na mateřské planetě bezpečně odstiňují radiační pásy. Stěny jejich příbytků nemohou zajistit ochranu. Stálou stanici může před tímto zářením ochránit přikrývka asi 1-2 m silné vrstvy lunární horniny. Ovšem tento kryt bude možno vybudovat, až na Měsíc dopravíme několik buldozerů vybavených inteligentním mozkem, aby mohly pracovat bez člověka. První návštěvníci se tedy musí obejít bez této ochrany.

Také si přivezou zásoby potravin, vody, kyslíku a zdroje energie. Teprve stálé posádky se pustí do hledání zdrojů vody. Dostatek energie jim nezajistí sluneční panely, nýbrž malá atomová elektrárna.

Brána k dalším nebeským tělesům

Projekt Artemis bude počátkem nového vzepětí lidstva. A protože se na lunární základně budou trénovat lidé a stroje pro daleké cesty krutým vesmírem, stane se branou k objevování dalších těles sluneční soustavy lidmi. Ovšem stejně jako Apollo i Artenis obohatí naše poznání o objevy a vynálezy, které bude budou prospěšné i pro pozemský život.

Jak Musk, tak Bezos míří na Mars. Pokud by přípravy probíhaly dobře, mohla by tam první expedice zamířit v polovině třicátých let.

Aktualizováno: Upravili jsme informace o Artemis a raketách SpaceX.