Obsah > Aktuality > Články > Návrat na Měsíc

Návrat na Měsíc

Projekt pilotovaného návratu na Měsíc3,3 miliardy, více než polovina obyvatelstva Země, se narodila po prvním přistání lidí na Měsíci. Technologie lunární kosmonautiky, ať už jde o hard- nebo software, se od té doby příliš nezměnila. Spojené státy po vítězství v prestižním souboji se Sovětským svazem a po jistém zklamání z propagandistického efektu tohoto vítězství (mimořádný ohlas mělo jenom první přistání Apolla 11 a dramatický let Apolla 13), program Apolla zkrátily a další lunární programy s lidskou posádkou odložily na neurčito.

NASA, po loňské havárii raketoplánu Columbia zápasí s problémy, které tato katastrofa zviditelnila. Ambicióznější programy se ztratily z prvého sledu, hovoří se o nich spíše akademicky a s otazníky. Co by mělo dostat přednost? Vyslání sond do vzdálených končin sluneční soustavy? Blízký průzkum asteroidů? Vyslání lidské posádky na Mars?

I Bushova vláda, zápasí momentálně s důsledky strategie “něžného imperialismu”, už pochopila, že Amerika i svět potřebují novou výzvu. Cíl, který by dokázal zmobilizovat lidskou tvořivost, přesměrovat alespoň část invence vědců a techniků z osidel pragmatické, na obrat a zisk zaměřené strategie produkování aplikovaných vynálezů a zaměřit ji opět na základní výzkum. Bez zásadního obratu v tomto směru výzkum vesmíru beznadějně ustrne.

Jedním z cílů, který stratégové nové kosmické ofenzívy preferují je Měsíc. Začátkem šedesátých let se stal Měsíc cílem, který z prestižních důvodů vytýčili politici. Po čtyřiceti letech bychom se měli na Měsíc vrátit z jiných důvodů. Ne kvůli tomu, že to dokážeme, ale proto, že jsme pochopili skutečnou hodnotu Měsíce.

Čtyři důvody pro návrat na Měsíc.

Prvním důvodem je poznání, že měsíční horniny skrývají tajemství ranné historie naší sluneční soustavy.

Druhý důvod: Měsíc je ideálním místem pro pozorování a studium vesmíru.

Třetí důvod: Měsíc je přirozenou kosmickou mezistanicí, kde se můžem naučit, jak může člověk žít i na ostatních tělesech sluneční soustavy.

Čtvrtý důvod: Dnes víme, že na Měsíci najdeme suroviny, které můžeme využívat lokálně i v blízkém vesmíru.

Planetologové dlouho považovali Měsíc za nepříliš zajímavé, primitivní těleso. Tento názor se v posledních letech dramaticky změnil: vědci považují Měsíc za malou, mimořádně různorodou planetu. Zvláště období, kdy byl Měsíc geologicky nejaktivnější, mezi čtvrtou a třetí miliardou let, skrývá klíč k nevelmi objasněné ranné historii Země. Procesy, které formovaly Měsíc, impakty, vulkanismus a tektonika se týkají všech těles sluneční soustavy. Vzhledem k tomu, že Měsíc nemá atmosféru a vodu v kapalném skupenství, geologický příběh tohoto tělesa je daleko čitelnější. Souputník Země je v tomto smyslu čitelnou kronikou naší sluneční soustavy. Nabízí poznání, jaké v dohledné době nenajdeme na žádné jiném tělese.

Největším přínosem letů Apollo (kromě nádherných snímků živé modré planety, která emotivně umocnila globální identitu pozemšťanů), bylo to, že jsme pochopili, jak důležitou úlohu sehrálo bombardování těles sluneční soustavy asteroidy a kometami. Dnes víme, že to byly právě dopady velkých těles, které periodicky redukovaly, v některých oblastech Země přímo vyhladily většinu druhů. Příznačný je v tomto ohledu zejména impakt před 65 miliony let, po kterém se z povrchu Země ztratili dinosauři a tisíce živočišných a rostlinných druhů. Statistika měsíčních kráterů nám pomohla upřesnit hojnost impaktů na povrchu Země, protože živá planeta, na které neustále probíhají geologické a atmosférické procesy, planeta s hojností vody v proměnlivém skupenství, planeta s bujnou a flexibilní biosférou většinu stop vyhladila. Měsíc se může stát zaslíbenou krajinou astronomů, nemá atmosféru a na rozdíl od Země je to dnes klidné, stabilní těleso. Detektory měsíčních přístrojů obsáhnou spektrum vzdálených těles na všech vlnových délkách. Měsíční den trvá 709 hodin, střídají se něm dlouhé období slunečního světla a tmy. Z Měsíce jsou nejjasnější nebeská tělesa pozorovatelná i za bílého dne. Na odvrácené straně Měsíce nebudou práci astronomů rušit ani elektromagnetické šumy pozemské civilizace. Kromě toho: v oblasti pólů jsou oblasti neustále osvětlené i neustále utopené ve věčné tmě. Tmavé oblasti jsou velmi chladné, jejich teplota se blíží absolutní nule. Právě tam budou stát supercitlivé infračervené dalekohledy.

Měsíc se nabízí jako druhý domov lidstva: ne jako prostor teritoriální expanze, ale jako laboratoř, kde se lidstvo může naučit přežívat i v mimozemských podmínkách Lidé se jenom domnívají, že ví, co je kosmický výzkum. Nekonečné spory zastánců a odpůrců letů s lidskou či robotickou posádkou nejlépe zviditelňují tuto do nebe volající ignoranci. Místo otázky : Co je lepší, lidé či roboti, bychom se měli zeptat: Jak můžeme obou způsobů průzkumu lépe využít?

Průzkum jakékoliv planety je úkolem pro celé generace, dnes ale už máme možnost se do tohoto dobrodružství pustit. Měsíc je nejlepším místem, kde si můžeme odzkoušet strategii šetrné expanze.

Návrat na Měsíc si vynutí také zásoby nerostných surovin. Suroviny a energie z Měsíce nám otevřou nové obzory v kosmu. V neustále zastíněných polárních oblastech se zachovala voda, pozůstatek po miliardy roků trvajících kometárních sprškách. Vědci odhadují zásoby lunární vody na miliardu tun. Z lunární vody získáme vodík a kyslík potřebné na pohony kosmických lodí. Při měsíčních pólech určitě vznikne první mimozemská stanice na přečerpávání paliva.

Vodík a kyslík dnes dokážeme čerpat i z měsíční půdy. Sluneční vítr implantoval vodík do zrnek prachu, kyslík je součástí měsíčních minerálů. To znamená, že palivo i vodu můžeme získávat přímo ze suchého měsíčního regolitu. Technologie získávání vody tímto způsobem jsou zatím náročné a drahé. Polární voda však na první desetiletí osídlování postačí. Mimořádně perspektivní jsou polární oblasti neustále osvětlené Sluncem. Na Měsíci se nedá hovořit o ročních obdobích v pozemském slova smyslu, protože jeho osa je bezmála kolmá na rovinu oběhu Země. To znamená, že některé oblasti kolem pólu neustále zalévá sluneční světlo.

Vědci už identifikovali více oblastí okolo pólů, na které svítí Slunce během tří čtvrtin měsíčního dne. To jsou nejvhodnější oblasti na stavbu slunečních elektráren. Tyto oblasti mají příznivé termální prostředí, protože sluneční paprsky na ně dopadají pod ostrým úhlem, takže teplota povrchu ani zdaleka nedosahuje 100 stupňů Celsia, jako v rovníkových oblastech. Měsíční póly jsou v blízkém vesmíru nejvhodnějšími oázami na lidské podnikání.

Využívání měsíčních surovin je výzvou, kterou nemůžeme nevyužit. Jestli Země zůstane jediným zdrojem naších surovin, nikdy nepronikneme do vesmíru. Pupeční šňůru se Zemí musíme přestřihnout. Pozemšťané na Měsíci budou mít Zemi na dohled. Z hlediska pronikání do kosmu se stanou kojenci, kteří se odpoutali od matky a mají vlastní dětský pokoj.

Architektura návratu

Projekt pilotovaného návratu na MěsícLodě Apollo dopravovala na Měsíc mohutná raketa Saturn 5. Všechny projekty návratu na Měsíc z posledních let navrhují tento model zopakovat. Postavit novou výkonnou raketu. Tento způsob uvažování je však z technologického hlediska slepou uličkou.

Komponenty Saturnu 5 se vyvíjely a vyráběly na objednávku, což lety Apollo mimořádně prodražilo. Takový návrat by byl neefektivní. Úřad pro výzkum při Johnsonově vesmírném středisku v Houstoně navrhl koncepci s využitím raketoplánů, vybavených výkonnějšími motory. Tak by se ušetřily výdaje se startem, které jsou nejvýznamnější položkou každého kosmonautického rozpočtu. Nejnovější plán počítá s využitím už existující rakety Delta IV, která by na oběžnou dráhu vynesla přistávací modul, měsíční habitat a přestupní stanici. Tyto segmenty je potřeba vynést do 80-ti procentní vzdálenosti Země/Měsíc. Tento bod (nazývaný také Lagrangeův bod 1 Země/Měsíc) je dynamicky stabilní. Těleso umístěné v tomto bodě bude obíhat Zemi tak, jako by bylo zafixované Zemí i Měsícem. Z tohoto bodu je možné v příhodnou chvíli odstartovat oběma směry.

Mise Apollo nám ukázala, že přímá cesta na Měsíc si vyžaduje vysokou startovní rychlost, vysokou spotřebu paliva, přičemž trvá poměrně krátce. Návrat přes bod L1 je možný i nižší rychlostí. Rakety dopravující náklady budou moci využívat i iontové motory, které se osvědčily na první sondě série Deep Space: k L1 poletí po dlouhé spirále za hranicemi Van Allenových pásů, kde by silné záření mohlo poškodit citlivé přístroje. Přeprava bude trvat několik měsíců, bude však řádově lacinější.

Přeprava lidí bude složitější. Na oběžné dráze okolo Země, kam je dopraví raketoplán, přestoupí z vesmírné stanice do lodě poháněné chemickým palivem, ta je přepraví do stanice v bodě L1. Tato cesta potrvá jenom několik dní, takže se vyhnou intenzivnímu záření v radiačních pásech, obklopujících Zemi. V bodě L1 posádka přestoupí do lunárního modulu, který je spolu s habitatem přemístí na Měsíc.

Nejpravděpodobnějším místem přistání je oblast ležící nedaleko jižního pólu. Cílem první výpravy bude vybudování základny, jejíž posádka vyzkouší nejrůznější způsoby lunárního hornictví ve větším rozsahu. Každý další let dopraví na základnu další komponenty, takže lunární základna bude stále větší a pohodlnější.

Při návratu na Zemi počká posádka v bodu L1, dokud nenastanou vhodné podmínky na start návratového modulu na oběžnou dráhu kolem Země. Tam přestoupí na vesmírnou stanici, odkud je raketoplán dopraví na Zemi. Modul se opět natankuje a připraví na novou cestu do stanice v bodě L1.

Tento program návratu na Měsíc je daleko lacinější. Navíc, z vesmírné stanice v bodě L1 budou moci startovat i mise k jiným tělesům naší sluneční soustavy. Iontové motory urychlí i let nákladních lodí, které dokáží doletět do bodu L1 po úsporné trajektorii. Vědci často zpochybňovali efektivitu raketoplánů a vesmírné stanice, ale tento plán by se bez nich neobešel. Jeho náklady by byly neúnosné.

Návrat na Měsíc bychom neměli odkládat.

Projekt pilotovaného návratu na MěsícNávrat na Měsíc je perspektivní z hlediska techniky i návratnosti nákladů. Má i politický smysl? Federální vláda USA totiž jenom neochotně financuje projekty, ze kterých se nedá vytlouct politický kapitál. Z dějin Spojených států amerických vyplývá, že jenom dva typy velkých inženýrských projektů si udržely dlouhodobou podporu vlády: projekty vyplývající z potřeb národní obrany (Panamský průplav a program Apollo), a ty, které řádově zvýšily potenciál ekonomické infrastruktury (celoamerická síť dálnic).

Výzkum vesmíru či hledání mimozemských civilizací do této kategorie nepatří. Návrat na Měsíc by se tedy musel financovat z vědeckého fondu NASA, která však od federální vlády dostává stále méně peněz. V posledních letech je příliv peněz ze státní pokladny pro projekty NASA stále menší, v neposlední řadě proto, že zájem veřejnosti o vědecké projekty je minimální. Podporu veřejnosti můžou vzbudit jenom lety do vesmíru s lidskou posádkou. Ty však vláda odmítá financovat. Jak se vymanit z tohoto začarovaného kruhu? Když se zeptáte v NASA, co považují za hlavní cíl, každý odpoví: “Mars”. Vědci NASA vypracovali detailní plány na výzkum červené planety, které vyvrcholí celou sérii robotických misí. Do roku 2010 bude hlavním cílem hledání mimozemského života, potom se začnou přípravy na vyslání lodí s lidskou posádkou.

Našinec se však výpravy na Mars s lidskou posádkou nedožije. Náklady tohoto dobrodružství by stály stovky miliard dolarů a vyžádaly by si několik desítek roků trvající přípravy. Ani národní důchod USA, zatížený gigantickými výdaji na armádu (3,5% HDP), nedokáže takovou položku unést.

A co mezinárodní spolupráce?

Dosavadní zkušenosti s mezinárodní stanicí ukazují, že tudy cesta nevede. Velké mezinárodní mise utratí více peněz na byrokracii než na vlastní techniku. Koordinace a organizační chaos zvyšuje výdaje, takže se nejednou stane, že je spolupracující země odmítnou snášet. Většina mezinárodních misí byla dražší, méně prospěšná (zejména kvůli redukci přístrojového vybavení a týmů, které údaje vyhodnocují) než národní mise, které se podřizují jediné vizi.

Národní mise má větší šance na úspěch. Nejúspěšnější mise jsou takové, které mají od začátku jasný program a probíhají pod tlakem. Jenom národní mise mají jasný politický smysl. Dlouhodobý technologický projekt musí vycházet z jasných národních priorit a musí být návratný ve škále pragmatického politického myšlení, tedy do čtyř až šesti roků.

Mars z hlediska těchto kritérii nepřipadá do úvahy. Návrat na Měsíc je však uskutečnitelný do pěti roků, přičemž náklady nepřesáhnou desetinu prostředků nutných na vyslání lodě s lidskou posádkou na Mars. Navíc návrat na Měsíc by vytvořil pružnou kosmickou infrastrukturu. Provoz lodí na oběžné dráze kolem Země v libovolné vzdálenosti by se stal rutinou.

Ve výšce 36 800 kilometrů je geostacionární dráha, kde operují všechny komunikační satelity Země. I na geostacionární dráze budeme muset mít už v blízké budoucnosti vesmírnou stanici, protože budoucí generaci komunikačních satelitů budou tvořit gigantické, megawatty elektrické energie vyžadující komplexní zařízení. Tyto satelity budou příliš nákladné na to, abychom je v případě poruchy vyřadili z provozu nebo zničili. Budou potřebovat údržbu. Bez údržbářů, uklízečů geostacionární dráhy nevyřešíme ani problém, který představují nefunkční satelity, okupující čím dál vzácnější prostor geostacionární dráhy.

Návrat na Měsíc se neobejde nejen bez spolehlivého a laciného přístupu na geostacionární, ale i na jakoukoliv jinou oběžnou dráhu v blízkém okolí Země. Tuto infrastrukturu můžeme už dnes, v rámci projektu návratu na Měsíc, poměrně lacině vybudovat a preventivně tak vyřešíme i údržbu satelitů 21. století.

Ne Mars, ale návrat na Měsíc je příležitostí vytýčit si rozumný a podněcující národní program. Spojené státy tak získají suroviny (prvé mimozemské El Dorado). Naučíme se bezpečně operovat v blízkém vesmíru, vytvoříme infrastrukturu a získáme zkušenosti i pro ambicióznější mise. Návrat na Měsíc by se měl stát důležitou národní prioritou. Jenom tak NASA nezakrní a získá si ve společnosti opět to postavení, které měla v době, když porazila Rusy v jednom z nejprestižnějších bitev studené války, v soutěži, kdo dopraví jako první člověka na Měsíc.

Autor článku: Paul D. Spudis, planetolog


Přepis článku z časopisu KOZMOS: Jan Toman

Aktualizováno: 08.12.2003

[ Obsah | Články | Příloha: Skackleton Crater Expedition (PDF, 1 MB) ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.