reklama

Zatím jenom sci-fi: Jaké nástrahy na nás čekají při cestě ke hvězdám?

23.6.2014 – Tomáš Přibyl
Pokud hovoříme o výpravě ke hvězdám, musíme začít uvažovat v astronomických měřítkách. Z hlediska vzdáleností, rozměrů mezihvězdného plavidla – i z hlediska nákladů
Mezihvězdný koráb

Jako referenční cíl si vyberme našeho nejbližšího hvězdného souseda po Slunci, kterým je červený trpaslík Proxima Centauri. Je od nás vzdálen 4,22 světelného roku, což je při převodu na běžně používané jednotky 39,9 bilionu kilometrů (bilion je číslo, které má za jedničkou dvanáct nul).

Pro představu si můžeme vypomoct srovnáním se sondou Voyager 1, která je dnes nejvzdálenějším tělesem vypuštěným do vesmíru. A zároveň nejrychlejším umělým tělesem vzdalujícím se od Země: za hodinu urazí 59 700 km (1,5násobek délky zemského rovníku). Sonda byla vypuštěna v září 1977 a dnes se nachází 123 AU od Země (AU je astronomická jednotka označující střední vzdálenost Země od Slunce). Přepočteno na kilometry jde o 18,5 miliard. Když tuto vzdálenost absolvovanou za 35 let srovnáme se vzdáleností k Proximě Centauri, zjistíme, že se Voyager 1 vlastně ještě ani pořádně nevydal na cestu: má za sebou právě jeden z 2 200 potenciálních dílků, na které bychom jeho trasu mohli rozdělit.

Trvalo by mu 76 tisíc let, než by protnul oběžnou dráhu naší nejbližší hvězdy po Slunci, což je dvojnásobek celé historie druhu homo sapiens. Jako podružný se v takovém případě jeví fakt, že Proxima Centauri je z jakéhokoliv hlediska nezajímavý cíl. Neznáme u ní žádnou planetu a je docela dobře možné, že žádnou nemá. Její výjimečnost spočívá v tom, že je k nám po Slunci nejblíže – a tak o ní můžeme alespoň uvažovat.

Na plný plyn – a pak sešlápnout brzdu

Předpokládejme, že bychom se ale z nějakého důvodu ke hvězdám vydali. A uvažujme jen v relacích aktuálních znalostí nebo techniky – nepomáhejme si červí dírou či hyperprostorem, které neumí využívat nikdo kromě autorů sci-fi.

Nepředstavitelné vzdálenosti nejsou jediným problémem. Další překážku představují třeba rychlosti, kterých musíme dosáhnout, pokud se nechceme pohybovat hlemýždím tempem sondy Voyager 1. Dnešní raketové motory jsou pro něco podobného naprosto nepoužitelné: kdybychom upotřebili jako pohonnou látku kapalný kyslík a vodík (tato kombinace byla základem amerických raketoplánů, superraket Saturn 5 i Eněrgija, evropské Ariane 5 aj.) a stanovili bychom si za cíl překonat vzdálenost ke hvězdě Proxima Centauri za pouhých sto let, což i tak překračuje délku průměrného lidského života, potřebovali bychom nádrž s pohonnými látkami 55× větší, než je objem známého vesmíru! Asi není těžké si představit, že tudy cesta nevede a že pro praktickou realizaci mezihvězdných letů musíme sáhnout k jiným technologiím.

Pokud však nechceme, aby mezihvězdný koráb kolem cílové hvězdy jen „prosvištěl“, musíme jej nejen urychlit, ale také zbrzdit. Když se podíváme na referenční misi Daidalos (viz Mezihvězdný koráb Daedalus), lze při startovací hmotnosti 54 tisíc tun urychlit sondu vážící 500 tun na 0,12 c (0,12násobek rychlosti světla). Užitečný náklad tak představuje jen jedno procento. Kdybychom tuto rovnici otočili a chtěli se sondou o hmotnosti 500 tun brzdit, opět by 99 % připadlo na pohonné látky – a maximálně pět tun na užitečný náklad…

Pět tun je příliš

Abychom zvýšili hmotnost užitečného nákladu, museli bychom odpovídajícím způsobem navýšit startovací hmotnost sondy. Pět set tun přitom není mnoho – tolik váží například Mezinárodní vesmírná stanice. Má stálou šestičlennou posádku a ročně je na ni nutné doplnit asi třicet tun zásob. Značná část z toho připadá na pohonné látky, které na mezihvězdné lodi nebudeme potřebovat – ale naopak budeme muset převážet zdroj energie. Mezinárodní vesmírná stanice totiž vyrábí energii pomocí slunečních baterií, které jsou při cestách ke hvězdám pochopitelně nepoužitelné. Pokud vyjdeme z toho, že jeden člověk potřebuje ročně ve vesmíru jen pro základní přežití asi pět tun zásob a materiálu, pak si snadno vytvoříte rovnici, v níž počet mezihvězdných cestovatelů vynásobíte dobou letu ke hvězdám. Řešením by mohla být částečná recyklace (dokonalou ještě neumíme) – ale ani tak bychom oněch pět tun příliš nesnížili.

A životnost? Dnes dokážeme vyrobit moduly kosmické stanice dimenzované na patnáct let práce ve vesmíru, s možností postupného prodloužení na šedesát let v závislosti na mnoha okolnostech. Stovky či tisíce let fungující moduly jsou však čirou utopií; nehledě na to, že v mezihvězdném prostoru by byly vystaveny mnohem drsnějším podmínkám než u Země chráněné magnetosférou. Vždyť žijeme ve světě, kde se žárovka svítící bez přestávky sto let dostává do hlavních zpráv! A to nehovoříme o radiaci nebo třeba mikrometeoritech: zrníčko prachu by mělo na mezihvězdnou loď pohybující se rychlostí tisíců kilometrů za sekundu stejný vliv jako srážka s rozjetým vlakem.

S lidmi, nebo bez nich?

Bezpilotní mise pouze s roboty by samozřejmě byla nesrovnatelně jednodušší: ostatně, už v 60. letech existovaly plány na vyslání malé pětikilogramové sondy k některé z blízkých hvězd s pomocí obří rakety Saturn V. Taková sonda by však nenesla žádné vybavení, natož komunikační zařízení, takže z plánu velmi rychle sešlo.

Odpověď na otázku „s automaty, nebo s lidmi?“ je jednoduchá. Záleželo by na tom, co bychom od hvězdné mise požadovali. Posádka by každopádně potřebovala zásoby, prostory, systémy zajištění životních podmínek, radiační stínění… Navíc vše maximálně spolehlivé po extrémně dlouhou dobu: vesmírem by tak putovaly náhradní díly a záložní exempláře prakticky ke všemu. Nic by totiž nebylo možné vyrábět: i osamělí mořeplavci ve starověku na tom byli lépe, protože si alespoň mohli pro zpestření ulovit rybu.

Více než o tradiční kosmickou misi tak jednou půjde o sociální experiment a kosmická loď (často se v této souvislosti hovoří o „kosmické arše“) bude muset být zcela soběstačným komplexem. Spíše než současné kosmonauty bude posádka připomínat dobrodruhy putující přes nekonečný oceán, kteří budou vyhlížet nový svět. Stejně tak bude zapotřebí rozetnout otázku gravitace. Bude na lodi beztíže, nebo bude potřeba vytvořit umělou gravitaci (například rotací)? A co přetížení při odletu a příletu? I když celý manévr rozložíme do několika týdnů, hovoříme o přetížení v řádu několika G. Něco podobného je zatím mimo lidské možnosti.

„Zmražení“ kosmonauti

Na to vše pak navazuje spousta otázek zvláště etického a sociálního charakteru. Jaký vztah budou mít cestovatelé k Zemi? A jak se bude měnit v čase u generací, které Zemi nikdy nepoznají? Vždyť lidé narození na daleké cestě budou nedobrovolně pokračovat v letu, který si dobrovolně zvolili jejich rodiče. Přitom budou vědět, že jeho konce nedosáhne ani mnoho následujících generací. Co navíc s těmito generacemi udělají podmínky kosmického prostředí, jako je silná radiace?

Z tohoto úhlu pohledu se jeví nejjednodušší poslat hibernované nebo „zmražené“ kosmonauty. Tedy opět využít technologii, kterou známe jen ze sci-fi příběhů. Případně poslat pouze zárodky lidských bytostí – a ty pak krátce před cílem oživit a vychovat. Že je to eticky přinejmenším sporné, je asi ten nejmenší problém.

A proč vlastně?

Dnes si také těžko dokážeme představit cenu, kterou bychom za mezihvězdný let museli zaplatit – už proto, že taková mise je mimo naše technologické možnosti. A co bychom za astronomickou sumu získali, když k realizaci podobné výpravy dnes nemáme zdroje?

Vysvětlení je jednoduché: zálohu lidské civilizace. Podívejme se, jak se staráme o počítačová data: ukládáme je na různá média a místa, jen abychom o ně v případě katastrofy nepřišli. A co lidstvo? Sedíme na křehké planetě, jejíž rovnováhu může změnit jediný výbuch supervulkánu nebo srážka s obřím asteroidem. Něco podobného by přineslo zánik lidské civilizace: minimálně v podobě, jakou známe dnes. Hodnota jiných planet a znalost toho, jak se k nim dostat, tak může dramaticky narůst v okamžiku, kdy Zemi nebo Sluneční soustavu postihne nějaká katastrofa. Pokud už nebude pozdě.

Foto, ilustrace: 
The Light Works
Zdroj: 
Tajemství vesmíru 1/2013
reklama