Co chtít od kolonizace kosmu? K čemu se (ne)vyplatí využít vesmír

V problematice využívání vesmíru se zatím uplatňuje především pozemská optika, která nedovoluje plně využít kosmické možnosti. Ve vesmíru bychom přitom mohli hledat právě to, čeho se nám na naší planetě nedostává.

Pod pojmem kolonizace kosmu si většina lidí představí základny na Měsíci nebo „teraformování“ (tj. geoinženýring) Marsu. Měsíc je na dohled; Mars je Zemi z těles Sluneční soustavy nejpodobnější – je jen o něco studenější než Arktida, o něco sušší než Sahara, ovšem bez vzduchu, je tam aspoň trochu rozumná gravitace, pevný povrch a horizont. Co si ale od takové kolonizace slibujeme? Že po stovkách let úsilí vytvoříme horší atrapu Země? Někdo chce třeba uniknout před stísněností přelidněné Země. Proč pak ale nekolonizujeme raději Antarktidu, Sibiř, oceány, nebo aspoň středozápad USA? V marsovských městech pod skleněnou kopulí, která známe ze sci­-fi, bude těžko nájem nižší než v Hongkongu. Chceme se zachránit před katastrofou na Zemi? Jenže žádná představitelná katastrofa – jaderná válka, dopad meteoritu ani zvýšení teploty o pár stupňů – nezanechá Zemi v tak dezolátním stavu, v jakém je Mars.

Někdo doufá, že nerostné zdroje z kosmu nahradí docházející zdroje na Zemi nebo že tam přemístíme průmysl. Jenže vyčerpání zdrojů neznamená, že by nějaký prvek (například železo, hliník, titan, chrom, mangan, nikl, měď, zlato, platina, uran) nebo materiál (ropa) v zemské kůře nebyl. Těžba z nových nalezišť je ale obtížnější, protože suroviny jsou méně koncentrované nebo hůře přístupné. Například ropa je příliš hustá, a proto se špatně pumpuje na povrch. Měsíc ani Mars nám s tímto problémem moc nepomůžou, protože geologické procesy, které vytvořily koncentrovaná ložiska na Zemi, tam úplně chybějí, případně probíhaly dost omezeně. Příběh ropy a uhlí zná každý, méně už se ví, že i železná ruda vznikla biogenní sedimentací z moře díky kyslíku z prvních fotosyntetických sinic.

Prostor pro technologie

Ještě zásadnější problém je doprava. Technologická společnost SpaceX Elona Muska dokázala srazit ceny za kilogram nákladu na nízkou oběžnou dráhu z dvaceti na dva tisíce dolarů. Optimistické vize znovupoužitelných raket nebo kosmického výtahu mluví o ceně padesát až dvě stě dolarů za kilogram. Jenže Mars není totéž co oběžná dráha Země. Jde o zhruba sedmiměsíční cestu, k níž nastane vhodná konstelace planet jednou za dva roky.

Přistání na planetě (Zemi, Marsu) je často větší problém než vzlet – vyžaduje odolnou konstrukci, tepelné štíty, brzdicí trysky a palivo. Tyto komplikace se přitom nesčítají, ale násobí. Ciolkovského raketová rovnice říká, že pokud u rakety na oběžnou dráhu tvoří užitečný náklad třeba pět až deset procent, u rakety na Měsíc, která má přistát, případně odletět zpátky, to bude méně než procento. Vozit plastový odpad na Měsíc k recyklaci se nikdy nevyplatí. A těžko si lze představit masový exodus ze Země.

Znamená to tedy, že kolonizace kosmu je nesmysl? Nikoli. Jen se musíme zbavit předsudků „pozemské krysy“ a hledat v kosmu to, co na Zemi postrádáme. Rádi bychom řezali, svařovali a tiskli trojrozměrně elektronovým svazkem, vyráběli mikročipy implantací iontů a elektronovou litografií, nanášeli tenké monokrystalické vrstvy pro fotovoltaiku a supravodiče, jenže na Zemi je to všechno drahé a realizovatelné pouze v malém měřítku, protože se výroba musí vejít do nerezových vakuových komor. Rádi bychom analyzovali nové materiály rentgenovým nebo elektronovým rozptylem, krystalizovali enzymy a léčiva, jenže vznik delikátních krystalů narušuje gravitace a rentgen i elektrony rozptyluje vzduch. Tohle všechno jde v kosmu dělat mnohem snadněji. Pozemským konstrukcím špičkových zařízení, jako jsou jaderné reaktory nebo urychlovače částic, ale často brání ještě přízemnější problémy – například to, že hotová reaktorová nádoba je příliš těžká na manipulaci nebo že pro několikakilometrovou urychlovací dráhu není vhodný terén, překáží jí jiná infrastruktura či si to prostě nepřejí vlastníci pozemků a místní obyvatelé. Ve vesmíru není gravitace a rozhodně nehrozí nedostatek místa. Je tam také dost radiace a toxických látek na to, aby nikoho neznepokojovalo nejrůznější znečištění.

Asteroidy

Jenže z vakua nic nepostavíte. Stavební materiál je přitom nesmyslné vozit ze Země – je to drahé a ekologická zátěž letecké nebo námořní dopravy je proti startům raket slabý odvar. Zdaleka nejpřístupnější zdroj materiálu v kosmu jsou asteroidy. Zpočátku budou relevantní ty, které doprovázejí Zemi na její orbitě kolem Slunce – těch jsou ale jen tisíce. Později ty mezi Marsem a Jupiterem, kterých jsou už miliony. Mají proti planetám hned několik výhod. Nemají atmosféru ani gravitaci, proto přistání a odlet nejsou v principu náročnější než dokování ke kosmické stanici ISS. Nepotřebujete padák, tepelné štíty, brzdicí trysky. Kosmická sonda nebo těžební loď vyrobená přímo v kosmu nemusí být zdaleka tak pevná a odolná, aby vydržela namáhání spojené se vzletem a přistáním ze Země. Může to být rachitická konstrukce, která by se na Zemi zhroutila vlastní vahou. Je možné použít úplně jiné motory, například iontové, napájené solárními panely volně plandajícími v beztížném prostoru. Ty sice nejsou schopny vyvinout okamžitý tah ke vzletu a přistání na planetě a ani je nelze v atmosféře zažehnout, ale zato spotřebují o řád méně paliva, čímž zvýší podíl užitečného nákladu z pěti třeba na sedmdesát procent.

V civilizačním pokroku hrála vždy klíčovou roli lodní doprava – byla jednou z hlavních příčin evropské dominance v novověkém světě. Lodě jsou často jediný možný způsob přepravy opravdu těžkých a rozměrných nákladů. Nemusejí se totiž potýkat s terénem a plují víceméně setrvačností s minimálním odporem. Například španělské galeony transportující zlato z Peru obeplouvaly celou Jižní Ameriku (okolo mysu Horn), neboť to bylo méně náročné než převážet náklad na soumarech pár desítek kilometrů po souši přes Panamskou šíji. Pro dopravu v kosmu to platí ještě víc – žádný odpor, žádné překážky. Slibuje tedy vznik nové kvality, nové civilizace, která ovšem té pozemské asi nepomůže víc, než pomohly zámořské objevy osmanské říši, Habsburské monarchii nebo Číně.

Asteroidy jsou také bohatší na technologicky užitečné prvky (uhlík, kovy, polovodiče, ale i vodu) než povrch planet. Planety se totiž při vzniku Sluneční soustavy roztavily, těžké kovy klesly do jádra a lehké se vypařily do vesmíru. Zemská, měsíční i marsovská kůra je vlastně taková struska (hlušina) z ocelárenské vysoké pece. Většina asteroidů takto nikdy přetavená nebyla. Jsou to houbovité slepence prachu, volných kovů a ledu zkondenzované z protoplanetární mlhoviny. Kromě složení je zásadní také struktura a dostupnost „nerostných ložisek“. Všechen materiál je z povrchu snadno dostupný – není třeba hloubit kilometrové tunely, a i kdyby ano, tak díky absenci gravitace nehrozí zavalení. Nejsou třeba žádné výztuhy. Díky sondám víme, že asteroidy mají nejčastěji strukturu hromady kamení, kterou robot může házet lopatou přímo do autoklávu.

A co lidé?

Zatím jsem úmyslně nemluvil o lidech. Nevím, co by na asteroidech pohledávali. Jistě existují dobrodruzi, objevitelé, prospektoři a podnikavci, které láká „final frontier“. Nevidím ale smysl ve znásilnění kosmického prostředí podle biologických potřeb a estetických intuicí pozemšťana. Člověk se prý liší od zvířat tím, že upravuje prostředí podle svých potřeb, spíše než aby se mu přizpůsoboval. Ale i to má své meze. Eskymák ani obyvatel Tokia rozhodně nežijí způsobem biologicky přirozeného života, spíše jsou determinováni více či méně technologicky. Ti, které vesmír fascinuje a kteří v něm vidí užitkový potenciál, ho přijmou takový, jaký je, s jeho nelidskou krásou, aniž by v něm potřebovali cargo kult savany v podobě anglického parku. Dnes už máme technologie (genetická manipulace, biomechanika), které dovolují přizpůsobit se danému prostředí mnohem rychleji, než by to dokázala přirozená evoluce. Věřím tedy, že asteroidy jsou prostředí, které umožní a bude stimulovat kvalitativní posun „naší“ civilizace na nový stupeň, jenž ovšem nebude lidský.

Nedávno se objevily články o tom, že na burze „praskla bublina“ těžby na asteroi­dech. Podobných módních vln proběhne víc, než k nějaké kolonizaci dojde, bylo tomu tak ostatně i v historii (například tzv. jihomořská bublina). Měl by nás ale zajímat spíše dějinný proces. I když mají asteroidy na rozdíl od Marsu nebo Měsíce potenciál v krátkodobém horizontu přinést zisk obyvatelům Země – například v podobě dostupnějších platinových katalyzátorů pro ekologičtější chemii a vodíkovou energetiku –, bylo by krátkozraké vidět v tom jejich hlavní význam. Skutečný profit sklidí až civilizace, která tam teprve vyroste a kterou budou nejspíš tvořit nelidské entity (ať už organické či anorganické). Ne­­upínejme se proto ke kosmu s nadějí na řešení našich malicherných pozemských problémů. Vždyť v porovnání s obtížemi kosmické kolonizace působí trapně. Environmentální problémy pozemšťanů nejsou ani tak technické, jako spíš společenské. Lidé si musí zvyknout, že se spíše vývoj společnosti musí přizpůsobit prostředí a dostupné technologii než naopak. Možná právě v tom by kolonizace asteroidů mohla nejvíce pomoci.

Autor je fyzik.

Text vyšel v kulturním čtrnáctideníku A2 č. 4/2020.

 

Čtěte dále

Ochrana soukromí | Vaše údaje jsou u nás v bezpečí! OK Zajímají mě cookies