Kde bude stát základna na Měsíci?

V roce 2018 by se měli lidé vrátit na Měsíc. Chystané výpravy by mohly být prvním krokem k založení stálé základny na jeho povrchu. Přináší to však řadu problémů k řešení a hrozí i různá nebezpečí!V roce 2018 by se měli lidé vrátit na Měsíc. Chystané výpravy by mohly být prvním krokem k založení stálé základny na jeho povrchu. Přináší to však řadu problémů k řešení a hrozí i různá nebezpečí!

Podle odborníků z NASA je zřízení měsíční základny úkolem, který je spojen s nezbytným zodpovězením mnoha otázek. Nejprve je nutno pro takovou základnu vůbec nalézt vhodné místo a poté musí vědci pro provoz takové základny vyřešit zdroje energie, vody, kyslíku a dalších nezbytností. Na astronauty budou na Měsíci číhat i různá nebezpečí, a proto se také přemýšlí o tom, jak jim čelit.

Na Měsíci je voda!
V roce 1994 mapovala Měsíc sonda Clementine. Analýzou získaných obrázků vědci zjistili, že v blízkosti jižního pólu našeho nejbližšího souseda se nachází hluboké krátery, na jejichž dno nikdy nedopadá sluneční světlo. To vedlo vědce k domněnce, že zatímco z míst, která byla vystavená Slunci, voda už dávno unikla, v oblastech permanentního stínu mohla být zachována. Podobně jako naše Země i Měsíc byl totiž v dávné minulosti Sluneční soustavy bombardován kometami, které zřejmě na obě tělesa vodu přinesly.
O několik let později tuto hypotézu skutečně potvrdil spektrometr na palubě sondy Lunar Prospektor. Narozdíl od předchozích očekávání by se měla vyskytovat dokonce na obou pólech. Velmi hrubé odhady hovoří o desítkách až  stovkám miliónů tun vody. Data ukazují, že voda se vyskytuje ve formě malých krystalů ledu v měsíční hornině – regolitu – v koncentracích od 0,3% od 1%. Vědci odhadují, že tyto krystaly jsou rozptýleny na ploše 5000-20 000 km2 na jižním pólu a 10 000-50 000 km2 v oblasti severního pólu.

Kde Slunce svítí celý den
Dovážet vodu, kyslík či raketové palivo na Měsíc ze Země je příliš nákladné a značně by to prodražilo provoz základny. Proto je velmi důležité najít zdroje  přímo na Měsíci a objev vody na dnech polárních kráterů k vybudování základny právě v těchto oblastech se tedy přímo nabízí. Vodního ledu lze navíc využít nejen jako zdroje vody pro posádku stanice, ale vodu lze rovněž rozložit na kyslík pro dýchání a vodík na výrobu paliva pro raketové motory.
Polární oblasti mají i další výhodu. Měsíc má narozdíl od Země velmi malý sklon rotační osy pouhého 1,5 stupně, což znamená, že jeho póly nejsou vystaveny takovým extrémům jako je tomu na naší planetě. Půl roku trvající polární noci zde neexistují. Právě naopak zde lze najít oblasti, kde Slunce svítí téměř celý měsíční den. Základna postavená na takovém místě by měla k dispozici velmi potřebný zdroj sluneční energie.

Stálých -50 ºC je příznivá teplota!
Už před několika lety se Ben Bussey (dříve ESA nyní Johns Hopkins University Maryland, USA) zabýval otázkou umístnění základny. Vycházel z dat sondy Clementine a na okraji kráteru Shackleton v blízkosti měsíčního jižního pólu našel několik míst, která splňují dva základní požadavky: mají dostatek slunečního záření k produkci energie a jsou velmi blízko oblasti věčného stínu, kde je pravděpodobně uchován led. Okraj kráteru Shackleton je osvětlen 80 % dne, další dvě místa vzdálená pouhých 10 kilometrů pak 65 a 70 % dne. Nedaleko je i oblast věčného stínu a  velmi důležité je, že zde nejsou velké sezónní rozdíly v podmínkách.
Nedávno Ben Bussey a jeho tým zveřejnili článek, ve kterém se pro změnu věnují severním polárním oblastem. Jako další vhodné místo označili severní okraj 73 km širokého kráteru Peary. Protože Clementine nemapovala Měsíc po celý rok, panuje ještě určitá nejistota, ale vyhodnocení získaných dat naznačuje, že i toto místo je skutečně téměř po celý rok osvětleno slunečním zářením. A podobně jako u jižního pólu i zde nejsou velké teplotní rozdíly. Zatímco kdekoliv jinde na Měsíci jsou běžné rozdíly mezi dnem a nocí od 100 do -180 ºC, zde se teploty stabilně pohybují kolem -50 ºC. „Oblast s takto relativně příznivým rozložením teplot je atraktivním místem pro vybudování dlouhodobého zařízení,“ uvádí Ben Bussey.

Teleskop pátrá po minerálech 
Ve srovnání se Zemí je Měsíc poměrně chudý na minerály, přesto se zde některé z nich nacházejí a vzbuzují zájem vědců. V hledáčku odborníků z NASA je minerál ilmenit (FeTiO3), který se v pozemských podmínkách nachází jen v malých koncentracích do 2%, ale na Měsíci byla zjištěna přítomnost čediče s jeho až 18% obsahem. „Má vlastnosti, které by mohly být užitečné při budování lunární základny,“ řekl Bruce Hapke z University of Pittsburgh.
Ilmenit totiž obsahuje kyslík. V měsíční hornině však není sám, ale je v ní rovněž zachycen vodík a hélium, pocházející ze slunečního větru. Tyto plyny by mohly být uvolněny a také využity. Navíc by se pro výstavbu samotné základny mohly použít železo a titan, v ilmenitu rovněž obsažené.
Vědecký tým pod vedením Jima Garvina (NASA) proto využil Hubbleův kosmický dalekohled (HST) k pátrání po tomto minerálu. Jednalo se o velmi neobvyklé pozorování, protože HST nebyl na takový účel vůbec vybaven.  Nicméně s jeho pomocí vědci získali snímky v ultrafialovém záření,  s rozlišením pouhých 50 metrů.
HST studoval místa přistání lodí Apollo 15 a 17 a okolí kráteru Aristarchus. Místa přistání Apollo jsou velmi dobře prozkoumána a astronauti z nich přivezli celou řadu vzorků, včetně právě ilmenitu. Tyto vzorky budou použity pro srovnání s daty z kráteru Aristarchus. Předběžné výsledky naznačují existenci na kyslík bohaté horniny v oblasti toho kráteru. „Mohla by to být velmi dobrá místa pro návštěvu robotů či lidských výzkumníků,“ dodává Jim Garvin.

Solární panely z prachu
Na měsíční povrch dopadá 13 000 terawattů sluneční energie a její využití pro provoz lunární základny se tedy doslova nabízí. Doprava solárních panelů ze Země bude opět vyžadovat velké náklady, a proto se tým Alexe Freundlicha (University of Houston) zabývá myšlenkou výroby solárních panelů pouze ze zdrojů dostupných přímo na místě. Zaměřili se přitom na měsíční regolit, jemný šedý prášek, z poloviny tvořený oxidem křemičitým a obsahující dalších 12 oxidů kovů včetně hliníku, hořčíku či železa. Vědci došli k závěru, že tato směsice obsahuje všechny nezbytné prvky pro výrobu solárních panelů.
Jejich nápad je poměrně jednoduchý. Solární energií poháněný robot, pohybující se po povrchu Měsíce, bude regolit sbírat, tavit jej a za sebou zanechávat sklovitý podklad pro položení solárních článků. Freundlich a jeho tým dokonce tento postup úspěšně vyzkoušeli ve vakuové komoře s materiálem, který má identické složení se vzorky dovezenými z Měsíce. Vědci tímto experimentem dokázali, že základ pro solární panely, který tvoří podstatnou část jejich hmotnosti, může být skutečně zcela vyroben z měsíčního regolitu. Další plány zahrnují využití křemíku z regolitu pro výrobu polovodičových součástí solárních článků.
Solární panely vyrobené touto cestou nebudou však příliš efektivní. Zatímco na Zemi je možno vyrobit články s účinností do 20%, články vyrobené „doma“ na Měsíci budou schopny přeměnit na užitečnou pouze 1% dopadající energie. Plocha takto vyrobených panelů není ovšem nijak omezená, proto nebude nízká účinnost žádnou překážkou.

Číhající nebezpečí
Pokud se podaří vyřešit veškeré problémy s vybudováním stálé základny a jejím zásobováním surovinami a energií, stále ještě není zcela vyhráno. Na zde pracující astronauty čeká řada nebezpečí, jimž bude třeba čelit. Mezi ně patří především záření přicházející od Slunce či z kosmického prostoru nebo prašné prostředí. Zatímco zemská atmosféra nás před kosmickým zářením ochrání, na Měsíci žádná taková ochrana neexistuje a záření dopadá přímo na jeho povrch. Navíc při kolizích s částicemi povrchu spouští reakce, které produkují další záření, především neutrony. Problémem je i dlouhodobé vystavení obyvatel základny takovému záření.
Když došlo 20. ledna k prudké sluneční erupci, byly do okolního prostoru vyvrženy miliardy tun elektricky nabitého plynu, obsahujícího zejména rychlé protony s ohromnou energií. Takové částice bez problému projdou skrz 11 cm silný sloupec vody. Zde, na zemském povrchu jsme byli bezpečně ochráněni, ale pokud by v takovém okamžiku na povrchu Měsíce pracovali astronauti, jejich zdraví by bylo vážně ohroženo. Zasaženi takovouto erupcí znamená pro člověka nemoc z ozáření! V tomto případě by sice nebyla smrtelná, ale pro lidi na základně by představovala opravdu velkou komplikaci.

Jak vyzrát na záření?
Nejjednodušší variantou ochrany před zářením je jeho odstínění. Například posádka Mezinárodní kosmické stanice je velmi dobře chráněna a lednová erupce ji vůbec neohrozila. Předpokládá se, že i měsíční základna bude mít proti kosmickému záření ochranné štíty. Mezi materiály, o kterých se uvažuje, patří hliník či některé moderní plasty. Obyvatelé budou navíc sledovat „kosmické počasí“ a v případě sluneční erupce nebudou vycházet z budov stanice.
Zcela jinou koncepci ochrany před zářením zvažují Charles Buhler a John Lane (ASRC Aerospace Corp.). Protože většina částic kosmického záření je elektricky nabita, hodlají k jejich odstínění využít elektrostatické pole. To by vytvářely nafukovací koule o průměru pěti metrů, umístněné nad lunární základnou, nabité vysokým elektrický napětím kolem 100 MV. Vhodnou kombinací kladně a záporně nabitých koulí by bylo možno ochránit základnu před protony, elektrony i kladně nabitými ionty. „Už jsme skutečně simulovali tři uspořádání, která mohou fungovat,“ říká Buhler. V úvahu přichází i varianta, kdy jsou tyto elektrostatické sféry umístněny nad pohybujícím se měsíčním vozidlem a chránící tak astronauty při jejich práci mimo základnu.

Nedýchat měsíční prach!
Astronauti z lodí Apollo, kteří na Měsíci pracovali, připomínají, že mezi velké nepříjemnosti zdejšího prostředí patří všudypřítomný prach. Extrémně jemný a přitom drsný prach ulpíval na čemkoliv a bylo obtížné či spíše nemožné se jej zbavit. Jakmile se prach dostal dovnitř lunárního modulu, dráždil plíce a oči astronautů a Harrisona Schmidta dokonce postihla měsíční podoba klasické senné rýmy.
Odborník Russell Kerschmann se v NASA Ames zabývá vlivem minerálního prachu na zdraví člověka. Dýchání měsíčního prachu může totiž být pro člověka velmi nebezpečné. „Skutečným problémem jsou plíce,“ vysvětluje. V některých případech může prach dokonce způsobit vážnou nemoc, silikózu. Ačkoliv není jedovatý, usazuje se v plicích, brání jejich obvyklé činnosti a nelze jej vykašlat. Nejtěžší případy dokonce končí smrtí člověka. 
Aby se NASA s tímto problémem vypořádala, zahájila program Dust, který má přinést řešení. Mezi vhodné technologie může například patřit tenký film z materiálu odpuzujícího prach, kterým budou nářadí a další zařízení stanice pokryty. V úvahu přichází opět i využití elektrostatického pole, které by například mohlo sloužit k odstranění prachu ze skafandrů. 

Měsíc v číslech
Střední vzdálenost od Země   384 400 km
Rychlost vzdalování od Země  3,8 cm / rok
Průměr      3 476 km
Hmotnost  7,35 x 1022 kg
Úniková rychlost  2,38 km/s
Oběžná doba kolem Země   29,5 dne 
Teplotní výkyvy     -180 ºC až 100 ºC
Hmotnost vzorků dovezených na Zemi 382 kg

Kosmické lety k Měsíci
1959 Luna 2   SSSR  dopad na povrch
1959 Luna 3   SSSR  první snímky odvrácené strany Měsíce
1966 Luna 9   SSSR  první měkké přistání
1968 Apollo 8   USA  první pilotovaný oblet Měsíce
1969 Apollo 11  USA  první přistání lidí na Měsíci
1970 Luna 16   SSSR  první automatický návrat vzorků na Zemi
1972  Apollo 17 USA zatím poslední přistání lodi s lidskou posádkou
1994 Clementine USA  detailní zmapování většiny povrchu
1998 Lunar Prospector USA  složení povrchu, led v polárních oblastech
2003   SMART-1    první evropská sonda k Měsíci

Chystané výpravy
2006 Lunar A  Japonsko
2007 Čandraján  Indie
 Chang’e 1  Čína
 Selene  Japonsko
2008 Lunar Reconnaissance Orbiter USA

Jak se dá odstínit záření?
(čím vyšší číslo, tím lepší stínění)

Běžný kosmický skafandr    0,25 g/cm2
Plášť velitelského modulu Apollo   7 – 8 g/cm2
Plášť raketoplánu      10 – 11 g/cm2
Plášť Mezinárodní kosmické stanice   15 g/cm2
Budoucí lunární základna (polyetylen + hliník) 20 g/cm2
(zdroj NASA Science news)

Rubriky:  Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

15 let od přistání na Titanu

15 let od přistání na Titanu

Psal se 14. leden 2005, když Evropská kosmická agentura zaznamenala...
Ženy do vesmíru

Ženy do vesmíru

Již v průběhu ledna 2020 chystá americký Národní úřad pro letectví a...
V Číně byl spuštěn největší „dalekohled“ světa

V Číně byl spuštěn největší...

Zkoumání dalekého vesmíru je opět trochu blíž. V neděli 12. ledna 2020...
Z Výstaviště až do vesmíru

Z Výstaviště až do vesmíru

Až do konce dubna letošního roku si mohou zájemci prohlédnout největší putovní...
Stephen Hawking: Genialita spoutaná na vozíčku

Stephen Hawking: Genialita...

Podnikatel Elon Musk, astrofyzik Martin Rees, další astrofyzik...
Nový rekord ve vesmíru má na svědomí žena

Nový rekord ve vesmíru má na...

Americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA)...
Jak ochránit planetu před asteroidy? Rusko hledá vlastní cestičky

Jak ochránit planetu před...

Roskosmos v současné době buduje středisko, které bude monitorovat potenciálně...
Exoplaneta se dočkala českého pojmenování

Exoplaneta se dočkala českého...

Skončilo veřejné hlasování o první české pojmenování exoplanety, kterou Česku...
Vesmír jako ze škatulky: ESA spustila projekt ClearSpace-1

Vesmír jako ze škatulky: ESA...

Je to sotva pár dní, co Evropská kosmická agentura (ESA) schválila financování...
Trosky indické družice nalezeny

Trosky indické družice nalezeny

Americký satelit kroužící nad Měsícem objevil trosky indické sondy...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Nová metoda měření alkoholu v těle

Nová metoda měření alkoholu v těle

Český biochemik Jan Halámek působící jako profesor na University of Albany ve...
Požár na řece Cuyahoga: Malý katalyzátor velkých změn

Požár na řece Cuyahoga: Malý...

Vodní tok, vinoucí se průmyslovým Clevelandem po desetiletí...
7 dýmajících vulkánů, které stojí za návštěvu!

7 dýmajících vulkánů, které stojí...

Sopky mohou způsobit obrovské katastrofy a ničit vše ve svém okolí....
V Číně jezdí bez strojvůdce

V Číně jezdí bez strojvůdce

Byl představen zbrusu nový rychlovlak dosahující rychlosti až 350 km/h,...
Zlověstné chrliče: Umí trestat každého, kdo podlehne pokušení!

Zlověstné chrliče: Umí trestat...

Jsou symbolem kýče, hrůzy, také ale moci a bohatství. Chrliče. Pompézní...
Jak bezpečně rozpoznat lháře?

Jak bezpečně rozpoznat lháře?

Zřejmě každý z nás v životě někdy zalhal nebo poznal osobu, která mu...
Smrt minutu po minutě: Konec není rychlý

Smrt minutu po minutě: Konec není...

Smrt není rychlá a milosrdná, jak se kdysi věřilo. Jen to tak vypadá při pohledu...
Děsivé léčebné praktiky středověku. Jaké neduhy zaháněl slepičí zadek, usušená ropucha či bobří žlázy?

Děsivé léčebné praktiky středověku. Jaké...

Středověké lékařství ovládala velkou měrou církev. Nemoc byla považována za dar od Boha,...
Jak utrácejí děti miliardářů?

Jak utrácejí děti miliardářů?

Na sociálních sítích můžeme spatřit nespočet mladých lidí, kteří žijí doslova...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.