Obydlet Měsíc a pak na Mars
Poté, co se astronautům na Mezinárodní kosmické stanici ISS podařilo vypěstovat salát (jehož první exempláře byly dopraveny ke zkoumání na Zemi, ale druhou sklizeň už mohla posádka ISS ochutnat), ozdobila v polovině ledna tamní experimentální „zahradnictví“ - přesněji řečeno Veggie plant growth facility, jak zní oficiální název zařízení (instalované na ISS před dvěma lety) - první květina. Kosmické programy pro příští roky mají však mnohem větší ambice.
S ukončením provozu Mezinárodní vesmírné stanice, která funguje na oběžné dráze kolem Země už 15 let, se počítalo původně v roce 2020, nicméně USA by chtěly její provoz prodloužit ještě o další čtyři roky po tomto datu. Stanici na orbitu by pak mohla vystřídat pevná základna na Měsíci. Tento projekt představil v lednu šéf Evropské kosmické agentury Johann-Dietrich Woerner, který uvedl, že takováto stálá základna by na Měsíci mohla vzniknout kolem roku 2030. Představu o projektu přiblížil šéf ESA v rozhovoru pro CNN s tím, že by mělo jít podobně jako v případě budování ISS o model rozsáhlé mezinárodní spolupráce, kdy by např. jedna země poskytla robota, starajícího se o 3D tisk, další by mohla dodat lunární vozidlo, tzv. rover, jiná by zase vyslala astronauty.
Vesmírní kolonisté: nejdříve roboti
Podle ESA by měsíční základnu mohli vybudovat roboti, kteří by byli na Měsíc postupně dopravováni od roku 2020, aby připravovali zázemí pro příchod lidí, díly pro výstavbu základny by měl obstarat 3D tisk, a jako stavební materiál by byl použit měsíční prach a horniny - regolit. První zkušenosti s tiskem z mimozemských materiálů už jsou ostatně k dispozici – na letošním veletrhu CES bylo předvedeno využití této technologie pro výrobu objektu z meteoritického materiálu (podrobněji viz Kaleidoskop na str. 54).
Na CESu se mj. představil i další z kosmických projektů, lunární vozítko Audi lunar quattro, které vyvíjí skupina berlínských inženýrů v rámci programu „Google Lunar XPRIZE“ (informaci o něm jsme psali v TM č. 9/2015). Jeho cílem je dopravit na Měsíc automatizované vozidlo. Pravidla soutěže požadují, aby vozítko, financované z 90 % ze soukromých zdrojů, odstartovalo do vesmíru nejpozději v roce 2017. Aby po přistání na Měsíci překonalo vzdálenost minimálně půl kilometru a odeslalo na Zemi fotografie a videa ve vysokém rozlišení. To předpokládá, že bude schopné přežít extrémní podmínky jako např. obrovský rozsah teplot, kolísajících od mínus 300 °C během měsíční noci, až po plus 120 °C, na něž Slunce rozpálí povrch Měsíce kvůli chybějící atmosféře. A s obdobnými podmínkami se bude muset vypořádat i měsíční základna a její stavitelé.
Výstavba budoucí lunární základny s využitím místních zdrojů by samozřejmě byla jednodušší a levnější, než z dílů dopravovaných ze Země. Do projektu zapojila ESA i řadu průmyslových partnerů, včetně renomované architektonické kanceláře Foster+Partners, aby vypracovala studii proveditelnosti za předpokladu využití měsíčního prachu jako stavebního materiálu. Uvažovaný projekt předpokládá pro výstavbu její počáteční fáze použití trubkového modulu, který lze snadno přepravovat v nákladním prostoru kosmických lodí, z něhož by byl rozložen základ stanice. Prvotní podpůrnou konstrukci by poskytl nafukovací dóm, přes který by pak byla pomocí robotem ovládané 3D tiskárny položena ochranná skořepina skládaná z regolitových vrstev.
Jako ukázka, že výroba z takovýchto materiálů pomocí 3D tiskových technik je možná, slouží i pokusný 1,5tunový stavební blok, vyrobený jako demonstrace, využívající obdoby regolitu. Konstrukce je založena na duté struktuře s uzavřenými buňkami (podobně jako jsou tvořeny ptačí kosti) nabízející optimální kombinaci pevnosti a hmotnosti. Pro jeho výrobu byla použita velká 3D tiskárna D-Shape britské firmy Monolite, s mobilní matricí tiskových hlavic na 6m rámu, která rozprašovala pojidlo na stavební materiál podobný jemnému písku. Firma ji obvykle používá k vytváření různých skulptur, nebo podpůrných struktur pro ochranu korálových útesů, nyní bylo úkolem systému simulovat měsíční materiál s oxidem hořečnatým na transformaci do podoby „papíru“, použitelného pro tisk, jehož navrstvením vznikne pomocí strukturálního pojidla (speciální soli) pevná látka s vlastnostmi kamene.
Dalším cílem je rudá planeta
Měsíční základna by měla posloužit také jako klíčová zastávka při uvažované cestě člověka na Mars (vzdálený od Země v závislosti na postavení obou planet 56 až 400 mil. km), kterou plánuje americká NASA. Podmínky na Měsíci jsou totiž mj. mnohem vhodnější pro simulaci těch, kterým budou vystaveni astronauti mířící na jinou planetu, než v případě ISS, která je chráněna magnetickým polem Země.
Navíc, jak konstatují výzkumníci z proslulého Massachussetského technologického institutu (MIT), pokud by raketa při startu ze Země nemusela mít veškeré palivo s sebou, ale „vyzvedla“ by si ho ze základny na Měsíci, mohla by její celková hmotnost být až o 68 % nižší. Podle studie týmu NexGen, tvořeného bývalými zaměstnanci NASA, který v rámci projektu návratu člověka na Měsíc uvažoval o možnostech vybudování obdobné stálé lunární základny „Evolvable Lunar Architecture” (ELA) pro pobyt čtyř astronautů po dubu 10 až 12 let – ovšem v americké režii – by takováto stanice z dlouhodobého hlediska ušetřila v rámci cesty na Mars značné prostředky – ve zprávě je uváděna úspora až 10 mld. dolarů ročně. Mimo jiné i tím, že by snížila počet startů raket SLS potřebných pro takovouto expedici z nejméně 12 předpokládaných na pouhé 3.
NASA už loni otestovala nové verze raketových motorů RS-25, kterými by měla být vybavena připravovaná raketa Orion, s níž se počítá pro budoucí kosmické mise, včetně výpravy prvních lidí k Marsu, a modifikované motory z raketoplánů, které se mají stát součástí zatím nejsilnější rakety. Podle Scotta Hubbarda ze Stanfordské univerzity bude však pro cestu k Marsu nutné vyvinout jaderný pohon, schopný poskytovat neustálý tah po celou dobu letu, což by umožnilo překonat vzdálenost mezi Zemí a rudou planetou za tři měsíce a rovněž snížilo pro posádku radiační riziko, kterému bude po dobu tak dlouhého letu vystavena.
NASA v současné době pro projekty v hlubším vesmíru a k vnějším planetám sluneční soustavy vyvíjí obří raketový nosič Space Launch System (SLS) a pro pilotované lety pak vesmírnou loď Orion, kterou má do kosmu vynášet právě SLS. Pokud vše půjde dobře, měla by SLS s Orionem s astronauty startovat nejpozději v roce 2021. Odborníci z NASA a soukromých společností jsou přesvědčeni, že výprava lidí na rudou planetu je reálná a první člověk by mohl odletět na Mars do 20 let, za předpokladu, že se podaří vyřešit hlavní problémy spojené s takto náročnou cestou. Jedním ze stěžejních je, jak dopravit na Mars 30 až 40 t nákladu, který je podle propočtů nezbytný pro přežití posádky, a zajistit dostatečné zásoby paliva (nebo jejich výrobu během letu), aby se astronauti mohli vrátit zpět na Zemi. Přihlásily se už ale i dobrovolníci pro potřebný kosmický výcvik, ochotných zúčastnit se mise i v případě, že by byla „jednosměrná“, tzn. bez možnosti návratu. Před odletem lidí bude ale třeba k Marsu vyslat ještě několik robotických misí, které ověří funkci všech letových systémů a podpory života.
/joe/, foto: ESA / Foster+Partners
638
.gif)
