James Rice: Kolonie na Marsu je životní pojištění pro lidstvo
E15: Letět na Mars je romantickým snem mnoha vědců a vesmírných nadšenců. I slavná marsovská průzkumná vozítka jsou v podstatě součástí přípravy na tuto misi. Má ale nějaký praktický smysl posílat lidi na Mars?
Myslím, že ano. Já jsem terénní geolog a nikdy bych neposílal robota na práci, kterou můžu udělat sám. Bohužel zatím lidi na Mars vyslat nemůžeme, tak tam létají roboti, kteří ale odvádějí výbornou práci. Opportunity je na Marsu devět a půl roku. Ujela 38 kilometrů. Mise Apollo 17 byla na Měsíci jen tři dny a ujela skoro 37 kilometrů. Samozřejmě není to závod, kdo ujede víc kilometrů, jedete tam proto, abyste dělal vědu a objevoval nové věci. Je to však příklad, že když máte na místě lidi, vaše možnosti se řádově zvětší.
E15: Také se řádově zvýší náklady na takovou misi.
Pochopitelně že roboti jsou levnější. Jenže za své peníze získáte mnohem víc, když tam pošlete astronauty. Stačí si srovnat americký program Apollo a sovětský program Luna. Při šesti misích jsme na Měsíc poslali dvanáct astronautů, kteří přivezli zpět 850 liber měsíčních kamenů a půdy. Sovětský robotický program dopravil na Zemi zhruba tři sta gramů materiálu. Vzorky z Apolla se používají dodnes. Takže vědecký přínos programu Apollo je mnohem větší než u sovětských robotů.
Kolonie Mars
E15: Má takový průzkum význam i pro jiné obory než jen pro geologii?
Věda související s cestami na Mars je mnohem širší. Jednou ho osídlíme a vytvoříme na něm kolonie. Lidstvo to má v genech.
E15: Proč by se na Marsu měly vytvářet stálé kolonie?
Všichni vědí, že před 65 miliony let srážka Země s asteroidem vyhubila dinosaury a další živočišné druhy. Jako kluk jsem měl komiks o tom, že kdyby dinosauři měli vesmírný program, tak by tady pořád byli, protože by dokázali asteroid odklonit. Pamatujete si, co se stalo tento rok nad ruským Čeljabinskem? Zcela nečekaně tam přiletěl malý asteroid. Nikdy nevíte, co přijde. Pokud bychom se měli potkat s asteroidem o průměru deset kilometrů, jako se to stalo za časů dinosaurů, tak s tím nic nenaděláme. Takže ta kolonie na Marsu může být takové naše životní pojištění.
E15: Jako nějaké místo poslední záchrany pro lidstvo?
Tak nějak. I když samozřejmě to neznamená, že posadíte všechny lidi do rakety a přesunete je na Mars.
Mamutí náklady, které se vyplatí
E15: Výzkum Marsu má odpovědět na základní otázky vzniku a vývoje sluneční soustavy a možná i života. Dá se tento projekt i s jeho náklady srovjak s jiným nákladným projektem základního výzkumu, který hledá základy naší existence, velkým částicovým urychlovačem v CERN?
Neznám přesně cenu ženevského urychlovače, ale lidská výprava na Mars bude určitě výrazně dražší. Kolik stál urychlovač?
E15: Viděl jsem částku zhruba 13 miliard dolarů od začátku stavby do dneška.
Tak program letů na Mars by stál desítky a nejspíš i stovky miliard dolarů. Společné je to, že spousta lidí pochybuje, proč vůbec máme dělat základní výzkum jako částicový urychlovač nebo posílat lidi na Mars, když je to tak drahé. Kryštof Kolumbus nejspíš slyšel totéž. Mohl bych namítnout, jaká je hodnota umění, hudby. Také je nutně nepotřebuji. Díky nim na mém bankovním účtu nepřibudou peníze.
E15: Dají se nějak srovnat znalosti, které získáme studiem Marsu a studiem subatomárních částic?
Musíte si uvědomit, že v Ženevě i na Marsu objevujeme. Děláme něco poprvé a nevíme pořádně, na co narazíme. A z definice ani netušíme, jestli to někdy bude užitečné. Ale podívejte se na program Apollo. Naučili jsme se miniaturizovat elektroniku. To jsou kořeny veškeré mikroelektroniky, kterou teď běžně používáme a považujeme ji za samozřejmou. Asi bychom tyto věci nakonec vyvinuli i bez Apolla, ale bylo by to pomalejší a naše dnešní kvalita života by nebyla taková, jakou ji známe. Když jdete do nemocnice, uvidíte sestry, jak monitorují stav několika pacientů na jednom přístroji. Přesně to se používalo v Houstonu při monitorování zdravotního stavu trojice astronautů, kteří mířili k Měsíci.
Pochopitelně že jsou roboti při cestách do vesmíru levnější než lidská posádka. Jenže za své peníze získáte mnohem víc, když tam pošlete astronauty. Vaše možnosti se tím řádově zvětší
E15: Spočítal někdo, jak velký tento přínos byl?
Ekonomové udělali několik studií, jakou hodnotu měl program Apollo. Zjistili, že z každého dolaru investovaného do programu se vrátilo sedm až čtrnáct dolarů zpět do americké ekonomiky. To podle mě není mrhání penězi. Chtěl bych vidět program, který má podobnou návratnost investice. Lidé ale ztrácejí ze zřetele, že spousta té technologie byla tak pokroková, že trvalo roky a někdy desetiletí, než se uplatnila v každodenním životě.
Průzkum Marsu pomáhá i Zemi
E15: Jedním z cílů výzkumu Marsu jsou polární ledovce, jejichž spodní vrstvy mohou být několik miliard let staré, a ukrývají tak důkazy o proměnách klimatu na Marsu, ale také třeba o vývoji sluneční aktivity. Může jejich studium pomoci s pochopením vývoje Země a jejího klimatu?
Ano. Začnu však jiným příkladem. Všichni dnes znají pojem skleníkový efekt. Samotná myšlenka skleníkového efektu se ale zrodila z průzkumu Venuše v šedesátých letech minulého století. Venuše má velmi hustou atmosféru plnou CO2. Tam jsme poprvé viděli, co tento plyn může v atmosféře dělat. Zpátky k Marsu. Ten má zase obří prachové bouře. Někdy prach zakryje celou planetu na několik měsíců, odráží sluneční záření zpět do vesmíru a planetu ochlazuje. Možná si pamatujete, se v době studené války hovořilo o jaderné zimě. Tento koncept vznikl studiem prachových bouří na Marsu. Takže tyto dva extrémy našich planetárních sousedů pomáhají pochopit změny klimatu na Zemi.
E15: Pomáhá nějak skutečnost, že horniny na Marsu jsou mnohem starší, než co lze najít na Zemi?
Povrch Země se pořád mění kvůli počasí, posunům tektonických desek, sopečným erupcím. Krajina na Marsu je tři a půl miliardy let stará. Kdybychom mohli letět na Mars a vyvrtat z polárních ledovců vzorky, jako to děláme na Zemi, mohli bychom si přečíst jeho klimatickou historii. Mohli bychom zkoumat, jestli byl vývoj klimatu na Marsu nějak propojený s pozemským. Pokud ano, byl by za tím nějaký externí faktor, nejspíš Slunce. Ale zatím je to jenom domněnka. Třeba bychom zjistili, že doby ledové na Zemi a na Marsu měly podobný vývoj.
E15: Lze tyto vrty udělat, aniž bychom museli na Mars posílat lidi?
Bavíme se o hloubkovém vrtání, které je velmi pracné. Nemáme technologii, která by umožnila robotům vrtat stovky metrů nebo i několik kilometrů do hloubky. Ani se o ničem takovém teď neuvažuje. V roce 2016 poletí na Mars mise InSight. Mimo jiné bude tento ronat bot vrtat, aby umístil tepelnou sondu pod povrch. Získaná data nám pomůžou lépe pochopit, co se děje uvnitř planety. Ale tento vrt nebude hlubší než dva metry. Ve srovnání s detailní analýzou ledovců je to jenom poškrábání povrchu. Vrty do ledovců by také byly velmi důležité pro hledání života na Marsu.
Svatý grál hledání mimozemského života
E15: Hledání života je asi tím největším cílem studia Marsu. Může nám tento výzkum pomoci pochopit, jak život vznikl a vyvíjel se na Zemi?
My pořádně nevíme, jak život na Zemi začal, protože všechny důkazy byly dávno zničeny. Takže na Marsu se můžeme něco dozvědět o těchto raných dobách. V nynějším stadiu výzkumu se i s pomocí robotických vozítek snažíme vytipovat místa, kde by se známky života mohly vyskytovat. Třeba Opportunity a Curiosity našly ve stejnou dobu jílovité horniny. Jíly jsou důležité pro geology a pro hledání života, protože nám říkají, že na místě existuje po dlouhou dobu interakce mezi tekutou vodou a horninou. Jíly vám také řeknou, co je to za vodu. Opportunity našla bývalé jezero, kde voda byla kyselá jako kyselina v bateriích. Pokračování na str. 12 Dokončení ze str. 11 I na Zemi existují formy života, které takovou vodu mají rády.
E15: Jak vybíráte místa, kde život hledáte?
Z toho, jak známe život dnes, víme, že potřebuje tekutou vodu, organické látky a zdroj energie, ať už je to slunce nebo vulkanické teplo. Takže se snažíme hledat místa, kde byla voda. Někdy pomůže náhoda. Spiritu se třeba pokazilo kolo, protože uvízlo v bílé půdě. Z ní se nakonec vyklubal čistý 92procentní křemík. Ten vzniká jen tam, kde je hodně horko a voda. Takže jsme našli starý horký gejzír. Horké gejzíry jsou přitom žhaví kandidáti na místa, kde stejně jako na Zemi mohl vzniknout život.
E15: Vědci tvrdí, že pokud život na Marsu někdy byl, bylo to před třemi miliardami let, kdy byla planeta teplejší a měla hustší atmosféru. Jak můžete najít jeho stopy po tolika letech?
Hledáme zkameněliny. Pokud na Marsu byl život, nebo je, byl mikroskopický. Musíme najít dno jezera, kde jsou usazeniny, které mohly tento život pohřbít. Problém je, že vlastně pořádně nevíme, co hledáme a jak by to mělo vypadat. Oči nám trochu otevřel meteorit původem z Marsu ALH 84001, který byl nalezen v roce 1967. V něm se našly fosilie mikroorganismů. Pořád je to velmi kontroverzní téma, protože nevíme, kde se tam vzaly. Díky němu jsme se ale od hledání vody posunuli k hledání uhlíku. Curiosity na to má speciální přístroj. Zatím jsme však nenašli žádné organické látky.
Nevyčerpatelný zdroj surovin
E15: V poslední době se vynořila myšlenka těžby nerostných surovin z asteroidů. Co by z nich lidstvo mohlo získávat?
Hlavně železo a nikl, ale těch máme zatím na Zemi spoustu. Ale jsou tam i méně obvyklé materiály jako platina, iridium. Jsou asteroidy, v nichž je spousta prvků vzácných zemin. Hodně se mluví i o těžbě na Měsíci. Tam je hodně titanu, hliníku, železa. Asteroidy přitáhnete k Zemi na oběžnou dráhu k nějaké těžební stanici a vytěžený materiál dopravíte na Zemi. Na papíře to vypadá proveditelně. Ale ve skutečnosti to bude chtít spoustu práce. Dnes by to bylo příšerně drahé. Aby se to vyplatilo, potřebovali bychom levný prostředek pro cestování do vesmíru. Dnes stojí vynesení jedné libry nákladu na nízkou oběžnou dráhu deset tisíc dolarů.
E15: Jsou v asteroidech materiály, které se na Zemi nevyskytují, nebo jsou tady velmi vzácné?
Dá se mluvit třeba o prvcích vzácných zemin, které jsou klíčové pro veškerou elektroniku. Dnes je velmocí v jejich těžbě Čína. Jejich těžba ale velmi znečišťuje životní prostředí. Některé asteroidy mohou mít dost těchto prvků, na Měsíci jsou také. Takže když bude na Zemi příliš drahé je těžit a klesnou náklady na těžbu ve vesmíru, bude praktičtější letět k asteroidům.
E15: Tedy nic zásadně nového, co by mohlo změnit pozemský průmysl, ve vesmíru nenajdeme?
Nového nic, pořád se tyto materiály budou skládat z prvků z periodické tabulky. Ale mohou mít jiné vlastnosti. Kameny na Zemi, Měsíci či Marsu vypadají na první pohled stejně. Když však uděláte jejich geochemickou analýzu, zjistíte, že měsíční kameny jsou velmi suché. V pozemských kamenech je voda vázaná v minerálech. Měsíční horniny ji nemají. Minerály jako železo na Měsíci nerezaví, protože tam není ani voda ani kyslík. Horniny na Marsu zase mohou mít více síry než na Zemi.
E15: NASA se chystá vyslat k asteroidu sondu, která má přivézt zpět až dvě kila jeho horniny. Znamená to, že na výzkumu případné těžby pracuje také?
Je to mise Osiris-Rex, která by měla odstartovat v roce 2016. Uvažuje se i o vyslání robota, který by menší asteroid s průměrem nějakých sedm metrů přitáhl k Měsíci, kde by ho prozkoumali astronauti. Mohlo by se to uskutečnit někdy kolem roku 2020. Je s tím však spojená řada problémů. Asteroidy se točí, takže není jednoduché je zachytit. Navíc by musel být relativně blízko. Tento nápad má také hodně odpůrců v Kongresu i mezi vědci.
E15: Podle vás to je dobrý nápad?
Určitě je. Japonci už něco takového udělali. Jejich sonda Hayabusa letěla k asteroidu Itokawa a před třemi lety přivezla jeho vzorky. Ve vesmíru je několik druhů asteroidů. Z niklu a železa, kamenné, asteroidy tvořené uhlíkem a ledem. Poslední z nich jsou zajímavé právě kvůli obsahu uhlíku. Ale od sbírání vzorků k nějaké komerční těžbě jsme ještě vzdálení desítky let.
James Rice (54) Je planetárním geologem. Od roku 1995 se podílí na všech misích NASA zaměřených na průzkum Marsu. Je členem vědeckého týmu a hlavním geologem pro planetární sondu Mars Exploration Rover (robotičtí pojízdní průzkumníci Spirit a Opportunity). Podílel se na uskutečnění mise, která hledá stopy bývalé vulkanické aktivity a působení vody na Marsu. Kromě toho zkoumal na Zemi různé typy prostředí, které se podobá Marsu, například v Antarktidě, Arktidě, na Islandu či na Havaji. Pracoval na analýzách pro opětovný let lidské posádky na Měsíc a pro budoucí let na Mars.
