Co nám dala kosmonautika? Z výsledků vesmírného programu těžíme každý den

Říká se, že žijeme v informačním věku, neboť informace z libovolného místa mohou prakticky okamžitě doputovat kamkoliv jinam na Zemi. A nejde přitom jen o jednoduché zprávy, hlasové sdělení či obrázky. Dnes již nikomu nepřijde zvláštní, že dokážeme přes celou planetu i mimo ni vysílat se zanedbatelným zpožděním video v ultravysokém rozlišení.

Zmíněný věk by však nikdy nenastal nebýt telekomunikačních družic. Éra bleskového dorozumívání přišla s telegrafem, který s využitím elektrických signálů přenášel po kabelu prostá sdělení na stovky kilometrů. Poté nastoupily telefon a rozhlas a s nimi přenos hlasu, a nakonec i televize a přenos obrazu. Vše bylo nicméně omezeno buď kabelem, nebo rádiovými vlnami, jež se šíří pouze na tzv. přímou viditelnost. Pustit si tedy v prvorepublikovém Československu americké rádio bylo nemyslitelné. Stejně tak zůstávalo po většinu 20. století nemožné sledovat televizní stanice z jiných kontinentů. Řešení sice nabídlo pokládání podmořských kabelů, jednalo se však o složitý a velmi nákladný proces.

Informační revoluce přišla až s telekomunikačními družicemi. Díky nim si můžeme jednoduše zavolat s kýmkoliv na planetě, i kdyby se nacházel třeba na jižním pólu. Televizní vysílání, zejména to americké, se začalo šířit po všech ostatních světadílech – a spolu s ním také tamní kultura. V neposlední řadě dnes skrze družice proudí data internetu. Výhody telekomunikačních družic si můžete připomenout, až zas budete v přímém přenosu sledovat olympijské hry pořádané třeba v Japonsku nebo si večer pustíte film „na satelitu“.

Protichůdné požadavky

Tzv. kosmické materiály představují materiály nově vyvinuté, určené původně pro kosmické aplikace. Jejich vznik ovšem na inženýry často klade naprosto protichůdné požadavky, s nimiž se na Zemi dosud nemuseli potýkat. Vezměme si například „obyčejnou“ teplotu coby jeden z dlouhé řady faktorů ovlivňujících konstrukci strojů: Na nízké oběžné dráze panuje po 45 minut −70 °C, načež teplota vmžiku vyskočí na 125 °C. Po 45 minutách se opět vrátí k třeskutému mrazu a takto se situace pořád opakuje. Mnohé kosmické aplikace přitom čelí teplotám téměř od absolutní nuly, tedy −273,15 °C, až po několik tisíc stupňů.

Vesmírné mise se však musejí vypořádat i s nepředstavitelným tlakem či naopak s vakuem, s vysokou radiací, obrovským přetížením a mnoha dalšími aspekty – to vše po dlouhé roky a bez možnosti oprav či údržby. Navíc musejí být veškeré kosmické konstrukce co nejlehčí, aby se vůbec daly do cílové destinace vyslat. Vyhovět všem uvedeným požadavkům se může zdát nemožné, ale právě díky takto vysokým nárokům se podařilo vynalézt materiály, jež dnes využíváme i na Zemi.

Přístřeší z tiskárny

Kosmonautice tak za svůj vznik vděčí řada kovových slitin se „snovými“ vlastnostmi, materiály žáruvzdorné, filtrující určité vlnové délky záření, pokročilé plasty, kompozity a další. Z vývojových laboratoří vesmírných agentur naopak nepochází teflon ani suchý zip, u nichž lidé často předpokládají „kosmické“ kořeny. Pravdou zůstává, že vznikly už dřív, ale proslavily se právě díky kosmonautice, kde našly široké uplatnění.

Vedle pokročilých materiálů je však nutné rovněž vyvinout nové postupy a zařízení na jejich výrobu i zpracování. Jindy poslouží již existující, avšak dosud téměř nepoužívané metody: Za všechny jmenujme „studené“ třecí svařování s promísením, které vytváří mnohem pevnější a bezpečnější spoje než klasické techniky. Prudký rozvoj dnes v mnoha oblastech zažívá také 3D tisk, přičemž kosmonautika na něj spoléhá už v současnosti a ve velkém s ním počítá i do budoucna. Nejedná se ovšem jen o jednoduché plastové náhradní díly na vesmírných stanicích či lodích, ale také o kovové součástky či celé raketové motory, obydlí z regolitu na Měsíci nebo Marsu i potraviny pro posádky dlouhodobých misí.

Člověk, pokusný králík

Již od 60. let se na palubách kosmických lodí a stanic nejčastěji provádějí experimenty z oboru biologie a medicíny. Za tímto účelem putoval na oběžnou dráhu nespočet biologických vzorků, buněk, hmyzu i dalších drobných živočichů. Nejpoužívanějšími „pokusnými králíky“ však vždy byli a stále jsou samotní astronauti. Každý člen posádky na ISS běžně odebírá a ukládá vzorky vlastní moči, krve, slin či stolice, provádí si ultrazvuková vyšetření všemožných orgánů, nosí čepičku s elektrodami pro monitorování mozkové aktivity, vykonává řadu fyzických testů, měření hmotnosti, tělesné teploty, reakčních i kognitivních schopností, zraku atd.

Díky tomu, že astronauti poskytují vlastní tělesné schránky coby objekty vědeckého studia, se v průběhu několika málo dekád podařilo nejen lépe porozumět mnoha biologickým procesům a dosud nepochopeným fenoménům lidského těla, ale především vyvinout nové či pokročilejší lékařské metody, objevit léky na dříve nevyléčitelné nemoci a jiné alespoň zpomalit. Dnes se již na ISS zcela běžně provádí vrcholný medicínský výzkum, zahrnující například manipulaci s kmenovými buňkami nebo sekvencování DNA – to vše v prostředí mikrogravitace, jež umožňuje poodhalit tajemství, která by v pozemních laboratořích zůstala skryta.

Potřebujeme ji?

V uplynulých šedesáti letech vyslala NASA do kosmu přes čtyři stovky lidí, z nichž se 24 dostalo k Měsíci a 12 se prošlo i po jeho povrchu. Všichni ostatní se zdrželi pouze na nízké oběžné dráze. Cesta jediného člověka mimo naši planetu přitom vyžaduje doslova astronomické finanční prostředky a také vybudování nepředstavitelné infrastruktury nejen pro dopravu do kosmu a pobyt v něm, ale i pro výcvik a další související aktivity. Mnozí přitom tvrdí, že by se za tytéž peníze dalo vyrobit mnohem víc robotických sond, jež by zastaly stejnou práci. Vyplatí se tedy pilotovaná kosmonautika?

Základní argumenty proti pilotovaným letům do kosmu zní, že jsou drahé, nebezpečné a že „bychom měli nejdříve vyřešit problémy tady na Zemi“. Poslední z nich vyvrátíme snadno, jelikož po přečtení předchozích řádků již víme, že vědeckým výzkumem na oběžné dráze řešíme i problémy na rodné planetě, a to v nepřeberném množství oblastí. Co se týká nebezpečí, lety do vesmíru riskantní byly, jsou a budou. Nicméně každý, kdo se vydává za hranici atmosféry, tak činí dobrovolně a s plným vědomím možných následků. Je to drahé? Ano, zcela jistě je. Kvůli finanční náročnosti například nemá svůj vlastní pilotovaný program ani Evropská kosmická agentura, která je jinak po boku NASA na špici vesmírného průzkumu a technologicky na to zcela jistě má.

Kdybychom však porovnali náklady současné kosmonautiky s jinými vládními výdaji, zjistili bychom, že jsou až směšně nízké. Kupříkladu letošní rozpočet amerických ozbrojených sil dosahuje 782 miliard dolarů, kdežto u NASA jde o „pouhých“ 24 miliard. V reakci na válku na Ukrajině navýšil prezident Joe Biden jako mávnutím kouzelného proutku armádní rozpočet o dalších 29 miliard. Nabízí se tak otázka, jak by vypadala kosmická agentura Spojených států, kdyby získala podobně štědrou injekci. V Evropě pak do rozpočtu ESA odvede každý občan členské země ze svých daní v průměru necelých 200 korun ročně. Za vše, co nám kosmonautika dává, se nepochybně jedná o zanedbatelnou částku.

Vize, sny a inspirace

Analýza americké Národní akademie věd z roku 2014 dospěla k závěru, že nelze kvantifikovat všechny hmatatelné přínosy pilotované kosmonautiky – jako vývoj nových technologií, příliv a rozvoj talentovaných lidí, vědecké poznání atd. – a porovnat je s masivními finančními investicemi. Stejná studie pak dokonce přišla s tezí, že „Amerika nepokračuje v pilotovaných letech do vesmíru proto, že by o ně měla veřejnost zájem, nýbrž proto, že dominance jiných států na daném poli je zkrátka nemyslitelná“. Z toho vyplývá, že přínosy pilotované kosmonautiky bývají ve velké míře nehmatatelné: Jedná se o prestiž, slávu, postavení…

Uvedené poznání však existovalo již v počátcích kosmického věku. Rada národní bezpečnosti prezidenta Dwighta Eisenhowera v roce 1958, tedy ještě před založením NASA, ve své zprávě uvedla: „Pro laiky bude pilotovaný průzkum představovat skutečné dobývání vesmíru. Žádná robotická sonda nedokáže nahradit let s posádkou v jeho psychologickém dopadu na lidstvo.“ Stejně tak o pár let později John F. Kennedy vytyčil dobytí Měsíce jako národní cíl, protože dostal od nejvyšších představitelů NASA doporučení, že „je to člověk, ne stroje, kdo zaujme představivost celého světa“. 

TIP: Vesmírná mise u vás doma: 15 vynálezů NASA, které používáme každý den

Pronikání do kosmu v 60. letech inspirovalo mnoho lidí, kteří se tak dali na kariérní dráhy, jež by jinak nezvolili. V důsledku nesmírně vzrostla vzdělanost a s ní souvisel i prudký rozvoj vědy a techniky. Na dalších čtyřicet let se pak člověk usadil „pouze“ na nízké oběžné dráze. Nyní se však karta obrací a s nadcházejícími výpravami na Měsíc i dál budeme mít opět o čem snít a čím se inspirovat. Objeví se nové náročné překážky, jež bude nutné překonat, a posunout tak lidstvo zase o krok vpřed.