Je to již více než 60 let, co lidstvo vstoupilo do kosmické éry. Z počátku se mohlo zdát, že přinejmenším výzkum sluneční soustavy půjde jako na drátkách a do dvaceti let po vypuštění první družice bude Mars běžnou destinací pro dovolenou.

Nu, dopadlo to trochu jinak, a tak lidstvo má před sebou stále spoustu výzev, které mu vesmír připravil..

1)    Zpět na Měsíc

Když v prosinci 1972 z Měsíce odlétala posádka Apolla 17, asi málokdo tušil, že zemský souputník se tváří v tvář s člověkem setkal naposledy. Existovaly sice plány na další lety, ba i na stálé stanice postavené na Měsíci, avšak americká vláda měla v té době jiné priority, například válku ve Vietnamu.  Jiné země pak nedokázaly dát dohromady technologické a finanční prostředky, aby tak náročný úkol, jako je vyslání člověka na Měsíc, zvládly.

Čas od času některý stát vyhlásí program návratu člověka na Měsíc, ale většinou zůstává jen u slov. Pilotovanou misi na Měsíc už ohlásila Čína, Rusko, Indie, Jižní Korea ba dokonce svého času i Nigérie.

Zvláště ruský vesmírný program oplýval silnými slovy a ambicemi. Nakonec však ústy vicepremiéra Dimitrije Rogozina odpovědného za kosmický výzkum museli Rusové svůj vesmírný program výrazně korigovat.

Návrat na Měsíc tak pravděpodobně zůstane na bedrech Američanů a jejich kolegů z Evropy a Kanady. NASA už také konkretizovala plány, co vše od Měsíce lze očekávat. Ty se dají rozdělit do tří částí, vědeckou, infrasktrukturní a průmyslovou. Rovněž ESA představila koncept stálé základny na Měsíci.

Astronomové už léta sní o teleskopu na odvrácené straně Měsíce. Ten by byl totiž zcela chráněn před veškerými rušivými vlivy ze Země. Ovšem skutečných vrcholem ve výzkumu Měsíce by bylo zřízení stálé lunární základny.

Tu by buď stavěla 3D tiskárna nebo by byla nafukovací. Její místo je více méně jasné, první obyvatelé Měsíce najdou svůj domov na jižní polokouli. Je tam více ledu, ze kterého mohou potenciální průzkumníci čerpat nejen vodu, ale i vodík jako palivo.

Navíc silnější sluneční záření by zde bylo potravou pro solární elektrárny. Každopádně, dříve než začátkem třicátých let se lidstvo na Měsíc nevrátí.

2)    Přistání na Marsu

Návrat na Měsíc je jen mezistupněm k pilotovanému letu na Mars. Rudá planeta není od nás příliš daleko a robotické sondy k ní létají pravidelně. Ale cesta lidí v sobě skrývá tolik úskalí, že si ještě drahnou dobu počkáme, než se uskuteční.

Řada technologií potřebných k takové pouti je však už na světě. Jak pravil spolupracovník NASA Scott Hubbard ze Stanfordské univerzity: „Nepotřebujeme zázraky. K tomu, abychom se za 20 let dostali na Mars, potřebujeme peníze a plány.“ Vše se bude odvíjet od toho, jak dalece bude úspěšný vývoj kosmické lodi Orion a raketového nosiče Space Launch System.

Dále je třeba vyřešit problém radiace, které budou po cestě i při pobytu na Marsu astronauti vystaveni a mnohá další zdravotní rizika, o kterých možná zatím nemáme ani tušení. O přistání na rudé planetě se pokouší i nizozemská společnost Mars One, která už po celém světě získala pro svůj program dobrovolníky, její projekt jednosměrné cesty a postavení základny je však třeba brát s velkou rezervou.

3)    Vývoj nového paliva

Když sonda New Horizons opouštěla v roce 2006 gravitační pole Země, nabrala úctyhodnou rychlost 58 536 km/h. Přesto trvalo dlouhých devět let, než si sonda mohla zblízka prohlédnout první cíl svého dlouhého putování:

trpasličí planetu Pluto. Pravda, Pluto je od Země pekelně vzdálené, vždyť se pohybuje ve vzdálenosti více než 30 astronomických jednotek. Však také signál z New Horizons putoval k Zemi čtyři a půl hodiny…

Současné kosmické stroje jsou sice z pozemského hlediska velmi rychlé, ale z toho vesmírného to jsou naprostí loudové. Cesta s lidskou posádkou k Marsu by měla trvat celých devět měsíců. Přitom rudá planeta je jedním z našich nejbližších vesmírných sousedů.

Konceptů, jak vyvinout rychlejší kosmické lodě není málo. Patří mezi ně například plazmové motory. Princip je jednoduchý, elektřina zde urychlí plyn unikající z trysek natolik, že se dosáhne mnohem vyšších rychlostí proti současným raketám na chemický pohon.

Avšak, vesmírný koráb s plazmovým motorem by vyžadoval velmi velký prostor na skladování paliva.

Zajímavější se jeví sluneční plachetnice. Ohromná plachta o rozměrech několika kilometrů by zachytávala světelné částice, které vysílá Slunce. Fotony tak svou energii předají kosmické lodě. Experimenty na této bázi již na nízké oběžné dráze proběhly a byly vcelku úspěšné.

Fyzici si zároveň pohrávají s myšlenkou, že jako pohon kosmických lodí by mohla být využitá antihmota. Antihmota má na rozdíl od hmoty jiný náboj a rotaci. Jakmile se částice hmoty a antihmoty dostane do kontaktu, zničí se navzájem a výsledkem je uvolnění ohromného množství energie.

Takové, že teoretické koncepce neznají nic účinnějšího. Avšak antihmota je extrémně nestálá, musela by se skladovat ve vakuové komoře se silným magnetickým polem a navíc její výzkum je teprve v plenkách.

V Evropské organizaci pro jaderný výzkum CERNu v Ženevě a ve Fermiho laboratoři v Chicagu se zatím podařilo vytvořit atomy antivodíku. V jejich jádrech jsou záporné antiprotony, které jsou obíhány kladně nabitými pozitrony.

Ani další uvažovaný koncept pohonu budoucích kosmických lodí nezní příliš bezpečně. Ale čistě teoreticky by je mohly urychlovat také jaderné výbuchy.

4)    Mimozemšťané, kde jste?

Tekutá voda není jen výsadou planety Země. Oceány šplouchají i na Jupiterových měsících Europa, Ganymed a Callisto, na Saturnově Titanu, Dionne a Enceladu, a zřejmě i na Neptunově Tritonu. A jak praví oblíbená poučka biologů, kde je voda, tam může být i život.

Co se týče hledání mimozemského života, je vědecká obec trochu rozpolcená. Optimisté tvrdí, že mimozemské civilizace zcela jistě budou našimi kosmickými bratry, protože vyspělá civilizace by neměla mít zlé úmysly.

Skeptici upozorňují na fakt, že technologický rozvoj nutně nemusí jít ruku v ruce s psychickým.

Tak či onak, otázka hledání mimozemského života je stále otevřená. A není ji třeba řešit jen ve vzdálených hvězdných systémech. I v naší sluneční soustavě, jak už bylo naznačeno, se může vyskytovat jiný život, než ten pozemský,.

Zajímavým kandidátem je v tomto ohledu Europa. Ledový svět má pravděpodobně vnitřní zdroj tepla, protože měření ukázala, že uvnitř Europy šplouchá oceán. Právě sem směřují zraky astrobiologů. Nyní už je potřeba jen maličkost.

Provrtat se či spíše protavit se skrze ledový krunýř Europy a vypustit do oceánu ponorku. Ta musí být zcela sterilizovaná, aby nezahubila potenciální život, který by v teplých vodách Europy mohl existovat. Avšak dříve než ve čtyřicátých letech se lidstvo k takovému projektu nedostane.

5)    Těžba surovin z asteroidů

Kolem Země létá spousta kosmického smetí. Malé meteority, větší kusy skal či rozměrné asteroidy zvané též planetky. Když se planetka srazí se Zemí, následky mohou být fatální. Avšak asteroidy nemusí přinášet jen zkázu.

Na tří čtvrtinách asteroidů převládá uhlík, na 17 procentech křemík a na zbytku kov. Zvláště kovové asteroidy mohou být zajímavé z ekonomického hlediska. Vždyť nám nad hlavami létají miliony tun surovin, které by se daly využít v hospodářství.

Asteroidy obsahují spoustu železa, ale teoreticky by mohl existovat třeba i zlatý asteroid.

Nejde však jen o kovy. Vesmírné bludné balvany obsahují i jiné látky, které se lidstvu hodí. Třeba obyčejnou vodu. Samozřejmě, že voda na asteroidech neteče, je zde ukryta ve formě velmi tvrdého ledu. Vodík z této suroviny se poté dá použít jako palivo pro komické lety.

Voda v kosmu najde i jiné využití. Může například sloužit jako radiační štít. Vždyť kosmické záření je jedním z největších potenciálních problémů meziplanetárních letů.

A jak by samotná těžba mohla vypadat? Na starosti ji budou mít roboti či mikroorganismy. Právě se specializovanými mikroby počítá koncepce společnosti Deep Space Industries (DSI). Geneticky upravení mikrobi, kterým nevadí vakuum ani kosmické záření, budou vysazeni na asteroidu.

Tam si založí vlastní kolonii a přitom mimoděk budou zpracovávat třeba železo. Mohou je čistit, zbavovat hlušiny či jej přeměnit tak, aby bylo k samotné těžbě ještě vhodnější. V principu se nejedná o nic nového, podobným způsobem se na Zemi již těží některé kovy, kupříkladu měď.

6)    Výzkum ledových obrů

Takový Mars si na nedostatek pozornosti ze strany pozemšťanů nemůže stěžovat. Každou chvíli na něm něco přistane a nějaký rover začne brázdit jeho povrch. Celkem slušně byla prozkoumaná i Venuše, dvě sondy již zamířily k Merkuru a třetí evropsko-japonská Bepi Colombo se k tomu chystá.

Kolem Jupitera kroužila sonda Galileo a nyní ji následuje Juno, Saturnu pro změnu dělá společnost družice Cassini, která právě v těchto dnech ukončuje svou veleúspěšnou misi.

Ledoví obři Uran a Neptun zůstali tak trochu stranou. Jedinou sondou, která obě planety navštívila, byl Voyager 2, který nyní již míří ven ze sluneční soustavy. Od té doby občas na Neptun a Uran zaměří svou pozornost pozemské teleskopy, ale jinak kde nic, tu nic.

V roce 2016 se otevřela možnost využít gravitačního praku Jupiteru a Saturnu, pro urychlení sondy alespoň k Neptunu. Avšak žádná z kosmických agentur zatím sondu k některému z ledových obrů v nejbližších čtyřech letech, kdy bude prak otevřený, neplánuje.

NASA však obě planety ze zřetele nepouští. Ba naopak, experti pod vedením Marka Hofstadtera z pasadenské Jet Propulsion Laboratory zde navrhli dosud nejdražší vesmírnou misi všech dob. Jedná se o dvě sondy, z nichž každá by směřovala ke svému ledovému obrovi. Koncept je však zatím jen hrubý, na stole ještě nejsou ani primární cíle mise.

7)    Mezihvězdný let

Lidstvo již vstoupilo do éry mezihvězdných letů. V tuto chvíli letí kosmem pět sond, které, pokud se nesrazí s nějakým asteroidem, jednou dorazí k některé ze vzdálených hvězd. Jsou jimi Pioneer 1 a 2, Voyager 1 a 2 a New Horizons.

Jejich tempo však není příliš závratné. K nejbližšímu hvězdnému systému Alfa Centauri vzdálenému od Slunce čtyři světelné roky by jim cesta trvala nejméně 70 000 pozemských let.

Problematika mezihvězdných letů souvisí s vývojem vhodného paliva, o kterém píšeme výše. Se zajímavým nápadem přišel letos na jaře britský fyzik Stephen Hawking. Ten navrhl miniaturní robotickou sondu vážící jako list papíru se solární plachtou.

Ta by však nevyužívala sluneční fotony. Energii by sondě dodaly přesně zamířené lasery o ohromném výkonu 100 gigawattů. Malá nanosonda by tak k Alfě Centauri mohla podle Hawkinga doletět už za 20 let.

Proč by takové projekty mělo lidstvo uskutečňovat? Třeba proto, že o mezihvězdném prostoru toho ví stále relativně málo. Také by nebylo od věci najít nějakou náhradní Zemi, jestliže by se s tou původní něco stalo.

Kdyby se totiž nějaká neutronová hvězda zatoulala do blízkosti Slunce, byl by s celým solárním systémem amen.

Einsteinova teorie relativity předpokládá i existenci červích děr. Ty by cestování vesmírem zcela převrátily. Avšak podobné záležitosti jsou zatím pouhou teorií.

8)    Kolonizace planet

Kolonizace sluneční soustavy je hudbou vzdálené budoucnosti a případná terraformace některých planet, tedy jejich přeměna podle pozemského vzoru, už zní poněkud bláznivě. Přesto alespoň v teoretické rovině již vědci o podobných projektech uvažují.

V úvahu pro podobné projekty připadají Venuše, Mars a některé měsíce Jupitera a Saturna. O Venuši se sice říká, že je rodnou sestrou Země, ale podmínky pro život jsou na ní takové, že by je nevymyslel ani autor těch nejbizarnějších hororů.

Tlak je zde stokrát drtivější než na Zemi, teplota dosahuje až 500 °C, žádným pohlazením nejsou ani deště kyseliny sírové.

A Mars? Jeho výhody jsou nasnadě: podobná délka rotace (jen o půl hodiny delší než na Zemi), úhlový sklon osy 25,19°, srovnatelný s 23,44° na Zemi. Vzhledem k tomu se zde střídají roční období, podobná těm na Zemi, ačkoli jsou téměř dvakrát tak dlouhá, neboť martovský rok činí 1,88 roku pozemského.

A nedávná pozorování NASA a ESA potvrzují existenci vody na Marsu. Zdá se, že je zde i dostatek prvků, nutných k vybudování obyvatelné základny.

Jenže je tu i odvrácená stránka věci. Průměrná teplota se na Marsu pohybuje okolo šedesáti stupňů pod bodem mrazu. Atmosféru tvoří z velké části oxid uhličitý, nechráněný člověk v takovém prostředí vydrží sotva 20 vteřin.

Problémem je rovněž místní tlak, který je stejný jako ve výšce 30 kilometrů nad zemským povrchem. V něm voda v kapalném stavu vůbec nemůže existovat, leda že jí obohatí silné příměsi soli. Navíc Mars má velmi slaboučké magnetické pole, takže jeho ochranná funkce je tak neporovnatelně nižší než u pole zemského.

Komplikací je tedy více než dost. Stálá základna snad v nejbližších padesáti letech na čtvrté planetě vyroste, avšak představa marsovských měst a kolonizované planety, bude ještě hodně dlouho patřit do říše sci-fi.