Architekt Ondřej Doule je jedním z mála lidí s českým pasem, kteří se v americké NASA podílejí na přípravách letu na Mars s lidskou posádkou. Jeho specializací je vývoj marťanských staveb. Přiznává však, že práce je teprve na začátku. Vědce čeká nejdříve testování na Zemi a pak ideálně ještě na Měsíci. „Soukromý investor, jako je SpaceX, může mít takový simulátor rychleji než NASA,“ říká projektant a vizionář.
V Praze jste se objevil na konferenci České rady pro šetrné budovy. Jakou to má souvislost s kosmickým výzkumem?
Souvislost šetrného stavění a kosmického výzkumu jsem si uvědomoval už v době, kdy jsem končil studia. Hledal jsem parametry navrhování a prostřednictvím této zvídavosti jsem se dostal do kosmického sektoru.
Čistě kvůli tomu, že když vložíte produkt do extrémního prostředí, tak se o něm dozvíte více. Tak jsem si řekl, že tam vrazím celou architekturu, a to mimo planetu Zemi. Tam jsem přišel na to, že bez biosféry a energetické infrastruktury nemůžete žít. Dostáváme se tím k otázce autonomie a případně i automatizace.
Co autonomie v tomto případě znamená?
Autonomie souvisí se šetrným způsobem života. Musíte si umět generovat atmosféru a potraviny, musíte umět recyklovat vzduch a vodu, vyrábět elektřinu, chladit se, ohřívat se. A to vše nezávisle na okolním prostředí. Když jste někde na orbitě, jste ve vakuu a vydán napospas radiaci a gravitacím.
Šetrnost je ve vesmíru vnímána jako absolutní nutnost. V tomto prostředí se soustředíme na přežití člověka, zatímco na Zemi se soustředíme na komfort a ušetření peněz. Nikdo si ale už neuvědomuje, že to není jen o komfortu, ale také o dlouhodobé toxicitě prostředí a riziku vyčerpání některých zdrojů.
Takže se sbližuje výzkum v rámci NASA s tím, co řeší pozemní stavitelství?
Hodně. Obě oblasti se na sebe velmi úzce vážou, ale není úplně snadné je propojit. Právě o to se zhruba od roku 2010 snažím. V rámci mého výzkumného start-upu jsem se pokoušel o provázání architektury s vesmírným výzkumem a jeho aplikací na Zemi. V architektuře obytných systémů je akutním problémem například znečištění měst a prašnost.
Znamená zkrácení vašeho života. Když jste pilot a létáte celý život v jedenácti kilometrech, tak dostanete takovou dávku radiace, že se nedožijete tolika let, jako například váš kamarád pracující v lesích.
Proč je stále těžké propojit vesmírný výzkum s běžnou architekturou?
Empirie a zákony vám dávají tvrdá pravidla, v nichž se musíte pohybovat. Já však ty zásady a empirii nepovažuji z vědeckého hlediska za správné. Velmi mi to ztěžuje realizaci i klasických staveb.
Mám kritický pohled na pravidla výstavby. Jako architekt pracujete s empirií. S něčím, co je standardizované, co je ověřené, co se běžně dělá. Nemůžete pracovat s materiály, které se teprve zkoumají. Znám architekty, kteří vytvořili zcela nový tvar okna, který dosud z požárních důvodů neexistoval. Protlačili si certifikaci a byli schopni to realizovat. Je to super, obdivuji to, ale je to strašně náročné.
V NASA experimentovat můžete?
V NASA je všechno prototyp. Jdete klasickou cestičkou vývoje. Nejdříve ve studii ověřitelnosti vytváříte model a testujete ho. Následně děláte digitální model pro virtuální simulace. Pak se vytvoří fyzický model pro testování. Až pak přichází vlastní prototyp. A zjistíte, že potřebujete další pro zopakování pokusu. Ale už jste spálili tolik peněz, že musíte jet naostro.
To v architektuře nejde. Tam vám stěží zaplatí vizualizaci. Někdy chtějí klienti rovnou prováděcí dokumentaci nebo stavební povolení. Je to strašně neorganizované. Proto věřím, že budoucnost je v digitalizaci správního systému a v BIM (vytváření informačního modelu budovy pro její návrh, výstavbu a provoz – pozn. aut.).
Kam jste ve výzkumu dospěl?
Podařila se nám fantastická realizace. Byl to samostavitelný habitat pro extrémní prostředí. Dokončili jsme ho v lednu 2017. Již jsme provedli několik simulací. Dokázali jsme, že něco takového je možné a že výzkum v architektuře opravdu chybí. Ale chybí i ve stavitelství. Stavební obory provádějí výzkum na nových materiálech, na tepelně-izolačních materiálech, na systémech správy energie. Nikdo však neprovádí celostní monitorování a výzkum na kompletním objektu s konkrétním provozem. To se dělá až v průběhu užívání.
Jak kosmický simulátor vypadá?
Obytný experimentální modul, který jsme udělali za peníze Evropské komise, v sobě spojuje pozemské, měsíční a marťanské principy. Pozemské se vztahují k extrémnímu prostředí na Zemi. Nadefinovali jsme si rámcové podmínky, které jsme byli schopni dodat a realizovat. Na základě nich jsme udělali konkrétní simulátor. Je to výzkumný prototyp, který je plně funkční, ale není k bydlení. Chybějí nám právě takové- to simulátory, kde by se daly dělat například experimenty s recyklací vody, se vztahem člověka a robotiky, s kvalitou ovzduší a jeho recyklací, ale také operační a provozní experimenty v rámci každodenních činností člověka ať už z pohledu fyzického, nebo smyslového.
Mohl by podobný simulátor vzniknout i v České republice?
Po zkušenostech s tímto simulátorem, který jsme pořídili za tři miliony eur, a je to buňka šestkrát šest metrů, jsem si vždy představoval, že v České republice s českými inženýry by to šlo pořídit mnohem levněji. Připadá mi totiž, že inženýři v Česku jsou chytřejší a efektivnější než jinde ve světě. Ale nedošlo k tomu, protože jsem nesehnal žádného sponzora. Pokoušel jsem se vysvětlovat firmám i vládě, o co jde, jaký by to mělo účel, ale nepadlo to na úrodnou půdu, nebo jsem něco dělal špatně. Pak jsem se vrátil k práci vědce na plný úvazek, a to ve Spojených státech.
Proč jste dal přednost vědě?
Rozhodl jsem se soustředit více na výzkum, poté co jsem viděl, co praxe nezávislého architekta v našem prostředí znamená. Musíte neustále vyjednávat dle nutných, a ne vždy logických procedur s různými orgány státní správy a specialisty o podmínkách vlastního návrhu, aby byl vůbec realizovatelný. Tato komunikace je velmi náročná, a pokud nemáte perfektně fungující tým, klienta se znalostmi architektury a služby poskytuje subdodavatel, tradiční architekturu můžete dělat spíše jako hobby.
V dnešní době architekt často musí svého klienta nejprve vzdělat o tom, co architektura představuje, a vždy začíná s vyvrácením mýtu, že jde čistě o estetiku. Tradiční architektura bude potřebovat vědeckou revoluci v tom, jak je vyučována a vnímána. Proto jsem se zanedlouho po škole rozhodl udělat si doktorát a přesunout se do výzkumu. Nicméně praxi pozemské tradiční architektury jsem neopustil. Své poznatky z výzkumu aplikuji na pozemských architektonických projektech.
Na čem teď děláte?
Můj první projekt v NASA byla marťanská základna pro deset lidí. Druhým projektem byl personální kokpit pro odpalovací středisko na Mysu Canaveral. Další projekt, na němž se studenty pracujeme, je návrh globální mise na Mars. Je to veliké sousto, v němž počítáme palivo, typy motorů, hmotnosti, které musíme doručit na Mars, a to vše ve vztahu k potřebám lidské posádky. Jedna z věcí, kterou se v NASA zabývám, souvisí rovněž s připravovanou misí Mars 2020. Je to projekt vozítka, které bude jako první testovat, zda jsme technicky schopni vyrobit kyslík z tamní atmosféry a využít ho pro vytváření naší dýchatelné atmosféry. Uděláme tam několik velmi důležitých experimentů včetně zapouzdření vzorků kamenů, které by další sonda měla přivézt zpět na Zemi. Pak zjistíme, jestli můžeme použít místní zdroje.
Co ohledně osídlení Marsu zbývá vyřešit?
Myslím, že tam není vyřešený celý koncept. Osídlení Marsu je vize, kterou děláme od nuly. Potřebujeme k tomu umělou inteligenci, která nám pomůže s výpočty tisíců procesů. Je třeba značné testování přímo na povrchu.
Potřebujeme zjistit, jak lze na povrchu Marsu generovat energii. Proto navrhujeme, že nejdříve by se mělo letět na Měsíc, který je mnohem blíž. Navíc prostředí na Měsíci je extrémnější. Říkáme si, že když to zvládneme tam, zvládneme to i na Marsu. První kroky by však měly vést k realizaci několika simulátorů marťanského osídlení, a to na Zemi. Osídlení Marsu musí být nejprve ověřeno v kopiích potenciálních marťanských základen. Bude to simulace krátkodobého i dlouhodobého pobytu lidí, a to ne jednou, ale v rámci desítek nebo stovek misí na Zemi. To by bylo možné realizovat i v Česku.
Kolik času ještě výzkum zabere?
Jednotlivé sondy a habitaty budeme vyvíjet nejméně dva tři roky. A to je hodně optimistické. Klidně to může být devět let. A vezměte si, kam se za devět let posunou technologie. Takže stále dokola musíte vše měnit. Například když se objeví nový raketový motor, tak to misi kompletně změní.
V současnosti ale neexistuje raketový nosič, který by byl schopen na Mars dopravit více než tunu nákladu. Kdyby existoval, tak zase neexistuje simulátor, v němž bychom si vyzkoušeli pobyt. Bez toho to nejde. Nejde jen o technologie, ale i o soužití lidí v uzavřeném prostoru. Vše je závislé na financích a manažerských rozhodnutích. Myslím si, že soukromý investor, jako je SpaceX, může mít takový simulátor rychleji než NASA.
Takže soukromý sektor může budovat základnu na Měsíci a později na Marsu dříve než americká nebo jiná vláda?
Přesně tak. Ohromně věřím soukromému sektoru, který je nastartovaný americkými vládními pobídkami. Například společnosti Blue Origin se daří na Floridě neuvěřitelným tempem stavět kosmickou infrastrukturu. Americká vláda vytvořila právní rámec, kdy komerčnímu sektoru umožnila na vesmíru legálně vydělávat. Například létat s lidmi do vesmíru.
Jak budou stavby na Marsu vypadat?
Vše je otevřené a závisí na vývoji nových technologií a způsobu, jak je do sebe poskládat. Podle mé vize bychom na Mars poslali jeden modul, který by obsahoval co nejvíce věcí. Po rozvinutí by dokázal sloužit deseti lidem po dobu padesáti let. Musíte myslet i na takové věci, že na Marsu budete potřebovat mít malou polní nemocnici pro případ nutných chirurgických zákroků.
Proto by bylo nejdříve dobré si celou věc otestovat na Měsíci. Protože v případě nutnosti je z něj možná evakuace během tří čtyř dnů. A nebylo by to tak drahé jako evakuace z Marsu.
Co bude pobyt na této planetě znamenat z hlediska hospodaření se zdroji?
Co se týče vody, tak to bude určitě podobné jako na mezinárodní kosmické stanici ISS. Systém se neustále zlepšuje a zlepšuje. V budoucnu budeme schopni recyklovat 95 procent vody. Na jednu stranu je to super.
Ale současně se psychologicky musíte odpoutat od toho, že se voda recykluje a pijete včerejší kafe. Toto probíhá pomocí chemicko-mechanické filtrace. Naším cílem je ovšem biologická filtrace takzvaného uzavřeného cyklu, v němž simulujeme přírodu. Přivezeme si například rostliny, protože na Marsu je relativně úrodná půda. Pak můžeme vytvořit skleníky, které budou využívat místní oxid uhličitý. Budou vytvářet kyslík a ostatní látky, které člověk potřebuje. Případně pak filtrovat i vzduch a vodu.
| Vystudoval Fakultu architektury Českého vysokého učení technického v Praze. Od roku 2012 působí ve vědeckých institucích v USA. Mimo jiné spolupracuje s NASA na přípravě letu na Mars. |
