Netušená rizika cesty na Mars: Jaké výzvy čekají pozemšťany během cesty na rudou planetu?

Nevyřešených problémů týkajících se mise na rudou planetu existuje celá řada. Začít můžeme třeba u radiace, která se při letu a pobytu mimo ochranné radiační pásy Země často zmiňuje. Kupodivu však nejde o největší komplikaci. Rover Curiosity prováděl měření cestou k Marsu i na jeho povrchu, přičemž výsledná studie konstatuje, že během 180denního letu tam, 600 dní na planetě a dalších 180 dní cesty zpět by každý člen posádky obdržel záření 1,1 sievertu. Například ESA však pro kosmonauty stanoví limit jednoho sievertu za celou kariéru.

Záleželo by pochopitelně na mnoha faktorech, včetně sluneční aktivity, stínění lodi, délky přeletů i pobytu atd. Nicméně popsaná úroveň radiace rozhodně není nezvládnutelná. Důležité zjištění z měření provedených roverem znělo, že již slabá atmosféra odpovídající 1 % té pozemské chrání astronauty dostatečně; dále že největší nebezpečí znamenají přelety a pobyt na marsovské orbitě a že naopak i tamní řídká atmosféra poskytuje uspokojivou ochranu, což může pro budoucí kolonizátory představovat dobrou zprávu.

Není to jen radiace

S názorem, že se klade přílišný důraz na radiaci a zapomíná se na další zdravotní aspekty, souhlasí také čtyřnásobný americký astronaut Leroy Chiao: „Radiace vede k obavám, ale nepokládám ji za největší problém. Pokud vím, nikdy jsme neměli žádný příklad klinických potíží souvisejících s dlouhodobými kosmickými lety a radiací. Abychom ji lépe poznali, musíme podnikat delší a vzdálenější mise. Astronauti jsou v takovém případě jako pokusní králíci, ale jde o náš dobrovolný risk. Osobně si myslím, že existují závažnější komplikace, třeba poškozování zraku: Během letu se jeho fungování zhoršuje, což ještě nemáme prozkoumané. Souvisí to s nitrolebním tlakem nebo s přeskupením tekutin v těle.“

Zrak kosmonautů se v mikrogravitaci opravdu zhoršuje a mnozí se vracejí na Zemi s „trvalou změnou“ vidění. Uvedené se musí vzít v úvahu nejen při přeletu mezi planetami, ale i při práci na povrchu Marsu s třetinovou gravitací. Přece jen nesmíme zapomínat, že se člověk vyvinul v ryze pozemských podmínkách a žádné jiné prostředí pro něj není přirozené. Pokud bychom měli stručně vyjmenovat všechny možné výzvy, kterým bude lidské tělo při „dobývání“ rudé planety čelit, pak se jedná o potíže s kosterní a svalovou hmotou, aerobní vytrvalost, motoriku, riziko poškození zraku, vstřebávání živin, reakce na kosmické záření, působení řady látek a mnohé další.

Z beztíže do tíže

Data o dlouhodobém vlivu kosmického prostředí na člověka bychom měli ještě v této dekádě sbírat na stanici Gateway, umístěné v cislunárním prostoru – tedy u Měsíce, ale nikoliv na jeho oběžné dráze. Půjde to však pomalu, protože na zmíněnou základnu se má létat jednou ročně a mise se budou postupně prodlužovat z několikatýdenních na několikaměsíční. Delší se zatím neplánují.

Kromě dlouhého pobytu v meziplanetárním prostoru a v beztíži ovšem existuje i další úskalí v podobě fyzické kondice kosmonautů. První hodiny a dny po návratu na Zemi jsou pro ně velmi těžké. Jak na tom asi budou dobyvatelé Marsu po půlroce v beztíži a náročném přistání? Navzdory třetinové gravitaci si rozhodně nebudou moct obratem obléknout skafandry a vyrazit na průzkum okolí. Jedná se o ochabnutí svalů, stejně jako o špatný krevní tlak, a to navzdory faktu, že posádky během letu usilovně cvičí. 

Němec Thomas Reiter popsal návrat na Zemi následovně: „Normálně se začínáte cítit tak po pěti či šesti dnech. Ale stejně vnímáte nejistotu, třeba když vstanete. A při opravdu intenzivním cvičení jste zpět v plné formě během nějakých pěti až šesti týdnů.“ Je proto velmi pravděpodobné, že mezi přistáním na Marsu a „malým krokem pro člověka“ na jeho povrchu uplyne řada dní a plnohodnotná práce bude možná až po týdnech.

Ta správná posádka

Nesmíme však zapomínat ani na psychické potíže. S ponorkovou nemocí se dnešní obyvatelé ISS díky prostornosti komplexu a velikosti posádky příliš nepotýkají. Jenže planetolet nebude prostorově nijak velkorysý, kosmonautů zřejmě nepoletí tolik a cesta potrvá mnohem déle. Posádka nebude moct se Zemí komunikovat v reálném čase, neboť rádiový signál letí k Marsu podle vzájemné polohy planet 3–22 minut (typicky kolem jedenácti). Navíc se dotyčným „pionýrům“ naskytne výhled jenom na čerň kosmu. Země se totiž záhy po startu promění v pouhou výraznější „hvězdičku“ a Mars se naopak za okny zvětší až bezprostředně před příletem.

„Astronauti se z vesmíru často vracejí se změněnou perspektivou. Mají větší zájem o životní prostředí, spiritualitu či víru,“ připomíná vliv na psychiku Marc Jurblum z University of Melbourne. Duševní pohodě však bude třeba podřídit i složení posádky. Poletí pouze muži, jenom ženy, nebo smíšený tým? Každá varianta má své výhody i nevýhody. A kolik kosmonautů se na cestu vydá? Někteří psychologové doporučují jakýkoliv lichý počet, aby se při rozhodování dalo vždy dosáhnout nadpoloviční většiny. Hlavní slovo ovšem zřejmě budou mít inženýři podle toho, kolik lidí bude možné, rozumné a bezpečné poslat. NASA obecně počítá se čtyřčlennou posádkou, ale její loď Orion by měla v případě výpravy k Marsu dokázat pojmout až šest astronautů.

Každopádně půjde o veterány, kteří už budou mít nějaký vesmírný let za sebou. Nikdo si nedovolí vyslat na několikaletou cestu nováčka, u něhož není jasné, jak jeho organismus zareaguje na dlouhodobý pobyt v beztíži nebo na některá jídla. Praxe totiž již dnes ukazuje, že určité potraviny, s nimiž nejsou v podmínkách na Zemi žádné potíže, způsobují kosmonautům ve vesmíru nevolnost.

Dobrou kosmickou chuť!

Čímž se dostáváme k otázce stravy, kterou se zatím také nepodařilo vyřešit. Potraviny pro Mezinárodní vesmírnou stanici mají standardně trvanlivost 12–18 měsíců, což ani pro nejoptimističtější výpravu na Mars nestačí. Jinými slovy musíme připravit suroviny zhruba s tříletou dobou spotřeby. Strava přitom musí být dostatečně pestrá, protože otevírat třikrát denně stejnou konzervu by asi kosmonauty přivedlo na pokraj šílenství.

Jenže: Zmíněné potraviny není možné zmrazit, ale musejí se uchovávat při pokojové teplotě, pro případ potíží s dodávkou elektrické energie. Ruští vědci v dané souvislosti oznámili, že vytvořili chléb poživatelný po dobu tří let, přičemž slovo „poživatelný“ hraje zřejmě velmi důležitou roli. Přestože tedy uvedená zpráva může působit jakkoliv, pro budoucí cestu na Mars má poměrně zásadní význam.

Výzvy technické

Samozřejmě nelze opomenout ani technickou stránku věci. Mise si vyžádá dostatečně robustní a spolehlivý hardware, ale zároveň se u něj bude šetřit doslova každým gramem. Technika tak musí nabídnout maximální spolehlivost, a to z hlediska návrhu i opotřebení při provozu. Stejně tak bude zapotřebí vzít s sebou značné množství náhradních dílů, nelze však vézt všechno, protože by hmotnost lodi neúnosně narostla. Hrozba neodstranitelné závady tak bude nad kosmonauty viset jako Damoklův meč. Vzhledem k zákonům nebeské mechaniky, značným vzdálenostem a časové náročnosti jim v případě potřeby nedokážeme náhradní součástky poslat. Posádka i plavidlo se tak budou muset připravit doslova na cokoliv a vystačit si s tím, co budou mít aktuálně k dispozici.

K maximální spolehlivosti lze směřovat několika cestami, konkrétně co největší jednoduchostí, zaměnitelností dílů, jejich unifikovaností či důrazem na kontrolu a monitorování. Přesto výprava zahrne desítky kritických bodů, kdy bude nezbytně nutné, aby vše fungovalo přesně – a kdy nepůjde udělat krok zpátky. Mimochodem, v uvedeném tkví zásadní rozdíl mezi současnou kosmonautikou a zamýšlenou marsovskou odyseou: Pokud se třeba kvůli technické závadě nedokáže dopravní loď připojit k ISS, vrátí se zkrátka na Zemi předčasně. Jestliže se však ze stejného důvodu nezvládne s mateřským plavidlem spojit výsadkový člun vracející se z Marsu, ocitne se posádka v přímém ohrožení života.

Přistáváme – ale jak?

Jak prokázal rover Perseverance, dnes zvládneme na Mars bezpečně dostat něco málo přes jednu tunu, což ovšem pro výsadek s kosmonauty nestačí. I když výpravu rozdělíme na několik částí, bude minimum představovat dvacetitunová loď, a reálně pak dvoj- až trojnásobek. Navíc bude muset marsovský výsadkový modul pracovat jednak v podmínkách gravitace a jednak v beztíži – přestože jen v omezeném režimu, tedy před dosednutím na povrch rudé planety a po startu z něj.

Aby se hmotnost nákladu dopravovaného na Mars snížila, počítají mnohé scénáře s výrobou pohonných látek přímo na místě. Modul tedy přistane s prázdnými nádržemi, z atmosféry pak získá třeba kapalný kyslík a metan a „dotankuje“. Podobný proces ovšem může trvat dlouho, přičemž „rafinérie“ také něco váží, a navíc bude energeticky náročná. Zřejmě tak bude nutné poslat předem bezpilotní stroj, který pohonné látky vyrobí. Až následně dorazí astronauti, budou v něm moct odstartovat nebo alespoň doplnit nádrže.

Odpadkové dilema

S cestou na Mars souvisí i zdánlivě banální problém odpadu, a nabízí se tak nerudovská otázka „kam s ním?“. Dnes se situace na oběžné dráze řeší poměrně jednoduše: Nepotřebný materiál se odváží ve vysloužilých nákladních lodích, jež shoří v hustých vrstvách atmosféry. Občas se také třeba již nepoužitelné skafandry hodí „přes palubu“, aby fungovaly jako malé umělé družice. Jenomže podobné postupy nepůjde při výpravě na Mars použít. K planetoletu žádná zásobovací plavidla nezamíří, takže odpad neodvezou. Navíc si ho těžko dovolíme vyhodit ven třeba v nějakém velkém vaku: I když si odmyslíme nebezpečí plynoucí z pohybu rozměrného neovladatelného tělesa v blízkosti pilotované lodi, pořád zbývá významné riziko kontaminace planety pozemskými organismy.

Dnes se každá sonda mířící k Marsu velmi pečlivě sterilizuje, což se týká i automatů pracujících na tamní oběžné dráze, protože jednoho dne rovněž sestoupí do atmosféry a jejich trosky dopadnou na povrch. Zahřátím na vysoké teploty se sterilizuje dokonce i palivo sond! Jenže případný vyhozený odpad planetu s vysokou pravděpodobností zasáhne a mikroorganismy, které přežijí průlet atmosférou, ji mohou kontaminovat – načež by se mohly rozmnožit a zlikvidovat tamní potenciální zárodky života. Ať tak či onak, každopádně by zcela znehodnotily veškeré budoucí bádání.

Stejné „odpadkové dilema“ pak bude nutné řešit po přistání na Marsu. Na Měsíci po sobě mohli astronauti veškerý nepotřebný materiál zanechat, neboť jde o mrtvé a pro život naprosto nepříhodné těleso. Ale na rudé planetě si lze jen těžko představit například každodenní vylévání obsahu vesmírné toalety na povrch a následné pátrání po stopách života. Zatím však bohužel žádné řešení neznáme. I při nejšetrnějších metodách vyprodukuje čtyřčlenná posádka během přeletu mezi Zemí a Marsem skoro deset tun odpadu. Nemluvě o riziku zavlečení případných živých forem z rudé planety na tu modrou. 

Starý bonmot praví, že „na Mars poletíme za dvacet let. A ještě pár desítek roků to bude platit“. Přes všechny popsané obtíže a překážky nicméně nezbývá než si přát, aby se rčení nenaplnilo.