K čemu nám bude dobrý návrat na Měsíc?

Když se Luca Parmitano zadívá na Měsíc zářící na noční obloze, mísí se v něm pocit úžasu s osobními očekáváními. Jako zkušený evropský astronaut má velkou šanci tam jednou letět – „je to největší sen všech zkušebních pilotů“.

Už koncem 20. let tohoto století by se mohl zúčastnit mise, jejímž cílem je vybudování mezinárodní vesmírné stanice Lunar Gateway, která bude obíhat kolem Měsíce a sloužit jako podpůrná základna programu Artemis vedeného Spojenými státy. Jeho cílem je zajistit podmínky pro pobyt lidí na měsíčním povrchu. „K tomu směřuje celá moje kariéra, k budování první stálé infrastruktury na Měsíci,“ říká 47letý Ital.

Několik desetiletí po přistání Apolla nechávali pozemšťané Měsíc na pokoji. V letech 2008–2009 se rozběhla vlna misí bez posádky, kdy na jeho povrchu přistávaly indické, čínské a japonské sondy. V roce 2013 měkce přistála čínská sonda Čchang-e 3.

Globální závod o Měsíc však naplno odstartoval až v roce 2017, kdy USA rozjely program Artemis. „Naším cílem je naučit se žít a pracovat na Měsíci a věnovat se tam vědeckému poznání,“ říká zástupce administrátora americké vesmírné agentury NASA Jim Free, „abychom, až to bude možné, mohli pokračovat na Mars. Naším úkolem je vytvořit udržitelný plán pro průzkum sluneční soustavy.“

NASA svou činnost soustřeďuje na jižní pól Měsíce, jenž je hlavním cílem jejích lunárních misí, neboť vědci se domnívají, že krátery v této oblasti jsou bohaté na led, důležitý zdroj vody. Až tam astronauti poprvé od roku 1972 vstoupí na Měsíc, „spatří snové obrazy, které se budou velmi lišit od snímků pořízených posádkami Apolla před více než 50 lety,“ říká Parmitano. „Slunce tam bude vždy velmi nízko nad obzorem, šikmé světlo bude vytvářet hluboké stíny a osvětlené vrcholy.“ Přes všechny investice však není žádná záruka, že nový závod o dobytí vesmíru bude mít trvalý přínos. Podle některých konzultantů z vesmírného průmyslu by nejlepším výsledkem do roku 2050 byl trvalý pobyt lidí, turistika a přístup k hojným zdrojům energie a surovin. Jedním dechem však připouštějí, že výsledkem by také mohly být jen sporadické vědecké mise.

K naplnění velkých ambicí bude nutné vyřešit složitou geopolitickou situaci, v níž figurují ostatní velké státem financované vesmírné agentury, které mají v úmyslu zřídit lunární základny na podobných místech.

NASA dominuje lunárním aktivitám západního světa, přičemž spolupracuje s Evropany, Japonci a dalšími státy, jež využívají této kooperace k pěstování vlastních odborných znalostí. Cílové datum návratu astronautů na Měsíc je podle agentury září 2026, tedy dva roky po původně plánovaném termínu, i když mnozí odborníci očekávají další skluz. Své lunární možnosti mezitím demonstrovala Čína a Indie. V červnu se čínská sonda Čchang-e 6 vrátila na Zemi se dvěma kilogramy vzorků hornin a půdy ze vzdálené, trvale odvrácené strany Měsíce. V blízkosti jižního pólu chce čínský národní vesmírný úřad přistát do roku 2030. Indická sonda Čandraján-3 přistála v blízkosti jižního pólu loni a vyslala domů vědecká pozorování o chemickém složení a fyzikálních podmínkách měsíčního prostředí. Indická organizace pro výzkum vesmíru (Indian Space Research Organisation, ISRO) plánuje další robotické mise s ambicí přistání posádky do roku 2040.

V novém závodu o Měsíc pozoruhodně schází jeden účastník: Rusko jako odvěký rival NASA, jehož dnešní program kosmického výzkumu je jen stínem aktivit někdejšího sovětského předchůdce z 60. let 20. století. Po loňském ponižujícím neúspěchu mise Luna-25, jež byla prvním pokusem o přistání na Měsíci od roku 1976, je budoucnost ambicí Ruska na Měsíci nejistá. Jednou z cest může být ruská účast na plánované čínské měsíční základně, Mezinárodní lunární výzkumné stanici (International Lunar Research Station, ILRS).

Mnozí odborníci předpokládají, že USA se svými spojenci z programu Artemis vybudují lunární stanoviště jako první a budou si nárokovat nejžádanější lokality, ale pořád to není jisté, říká Michelle Hanlonová, ředitelka Centra pro letecké a vesmírné právo na University of Mississippi.

„Potýkáme se tam s velmi omezeným prostorem a bude docházet ke konfliktům na všech úrovních,“ dodává. „V příštích pěti letech musíme přijít na to, jak je zmírnit, aby nedošlo k eskalaci.“

Geopolitické důvody vědci neradi slyší

Podle Daniela Neuenschwandera, vedoucího oddělení lidského a robotického průzkumu v Evropské kosmické agentuře (European Space Agency, ESA), sledují účastníci závodu o dobytí Měsíce čtyři překrývající se motivace.

„Jde o vědecký výzkum, technologický rozvoj, geopolitický rozměr a inspiraci,“ říká. „Průzkum Měsíce zaujme každého mladého člověka… Je zde obrovský potenciál pro vědecké vzdělávání, jak jsme viděli už v USA u programu Apollo.“ Vědci se na možnost provádět výzkum na Měsíci těší, říká profesor planetologie Ian Crawford z vysoké školy Birkbeck při University of London.

O Měsíci přitom mluví jako o jakémsi „muzeu dějin sluneční soustavy“. „Nemá atmosféru a po miliardy let byl geologicky neaktivní, a tak je na jeho povrchu uchován záznam všeho, co na něj dopadlo nebo dopadá, včetně slunečního větru, částic, meteoritů a galaktického kosmického záření.“

Hlubší průzkum by mohl odhalit prapůvodní měsíční materiál a nové podrobnosti o rané historii sluneční soustavy. „Zároveň by Měsíc mohl být cennou platformou pro pozorování vesmíru,“ dodává Crawford. Ideálním místem pro astronomy je přitom odvrácená strana, trvale chráněná před rušením ze Země. Technologický vývoj na Měsíci jede po dvou kolejích, říká Neuenschwander z ESA. „Jednou z nich je možnost, že se stane místem pro testování technologií, jež budeme potřebovat pro cestu na Mars a dále do vesmíru, kam patří systémy podpory života a stavba obydlí,“ vysvětluje. „Tou druhou jsou vedlejší účinky na Zemi – pro výrobu a skladování energie, technologie udržitelného života, dokonce i 3D tisk obydlí.“

A pak jsou tu geopolitické důvody pro průzkum a kolonizaci Měsíce, o nichž lidé z kosmického průmyslu mluví jen neradi. „Národní prestiž je aspekt, o kterém jsme ještě dostatečně nemluvili,“ říká profesor Thomas Zurbuchen z univerzity ETH v Curychu, který do roku 2022 řídil vědecké mise NASA. „Lidé tam chtějí vyvěsit vlajky, aby ukázali technickou převahu.“ USA v dubnu podepsaly dohodu s Japonskem, podle níž bude Japonská kosmická agentura (Japanese Space Agency, Jaxa) vyvíjet a provozovat přetlakové vozítko pro výzkum Měsíce, které na něj NASA dopraví. Zároveň obě země oznámily „společný cíl, aby se japonský občan stal prvním neamerickým astronautem, který přistane na Měsíci“.

ESA dostala příslib míst i pro evropské astronauty na jedné z raných misí výměnou za svůj díl práce na projektu, k němuž patří moduly pro kosmickou loď Orion NASA dopravující lidi na Měsíc. Neuenschwander je z toho zklamaný, ale možnost, že japonský astronaut na Měsíci přistane dříve než evropský, bere pragmaticky. „Chápeme, že je zde geostrategický prvek. Spolupráce mezi Japonskem a USA sahá daleko za hranice vesmíru,“ říká.

Podle Zurbuchena je „mimořádně důležitý“ také obranný rozměr lunárních programů. „Mnoho lidí tento téměř vojenský pohled nedoceňuje. Sice je to možná jen malá část programu NASA, ale když ji pomineme, neuvidíme ten příběh jako celek.“ Spory se pravděpodobně soustředí na jižní pól, kde se předpokládá největší koncentrace ledu na Měsíci. Voda bude pro lidská sídla nezbytná – nejen k pití, vaření, mytí a pěstování rostlin, ale také k chemickému štěpení na kyslík a vodík pro dýchání a pohonné hmoty s využitím sluneční elektřiny.

Přestože měsíční sondy již vodu objevily, přetrvává nejistota ohledně jejího množství a kvality, říká Zurbuchen, přičemž odhady se pohybují od stovek milionů až po stovky miliard tun. Není ani jasné, zda voda existuje hlavně ve formě drobných ledových krystalků jemně promíchaných s měsíční půdou, které by bylo obtížné extrahovat a čistit, nebo zda se lze z povrchu dostat k silnějším vrstvám zmrzlé vody.

Některé odpovědi má přinést už příští generace vozítek. V listopadu 2024 má být vypuštěn VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), který bude po dobu 100 dní pomocí metrového vrtáku hledat vodu v blízkosti jižního pólu. Další údaje by měla poskytnout společná mise Jaxa a ISRO Lunar Polar Exploration (Lupex), jejíž start se plánuje na příští rok. Dokud nebudou k dispozici informace o rozložení zásob vody, nepůjde posoudit riziko konfliktu mezi soupeřícími vesmírnými mocnostmi o hlavní lokality přistání a kolonizace. V roce 2022 zveřejnila NASA seznam 13 možných míst pro přistání Artemis v okruhu šesti stupňů od jižního pólu, z nichž každé má rozměry 15 × 15 kilometrů. Byly vybrány podle nejrůznějších kritérií, jako jsou sklon terénu, světelné podmínky nebo blízkost trvale zastíněných oblastí – a podle posledních zpráv se Čína zaměřuje na stejné lokality.

Podle Kosmické smlouvy z roku 1967, kterou Hanlonová z University of Mississippi označuje za „naši Magnu Chartu“, si NASA nemůže žádné z těchto míst zabrat ani na ně vznášet územní nároky. Dohody Artemis, které vypracovaly Spojené státy a jež podepsalo 43 zemí s výjimkou Číny a Ruska, však umožňují provozovatelům lunárních zařízení zřídit kolem svých stanovišť „bezpečnostní zónu“, „aby se zabránilo nežádoucím zásahům“. „Řekněme, že Čína přistane na Měsíci dříve než USA,“ říká Hanlonová. „Pak by mohla říct, že to byl skvělý nápad s těmi bezpečnostními zónami, že jsou teď na jižním pólu, kde je všechna voda a vyhlašují čtyřicetikilometrovou bezpečnostní zónu.“ Některým sporům se nepůjde vyhnout, říká Hanlonová. V současném geopolitickém klimatu je jen malá vyhlídka na dosažení nové globální dohody, která by aktualizovala Kosmickou smlouvu tak, aby se snížilo riziko střetů mezi konkurenčními průzkumnými zařízeními a osadníky.

Ředitel centra pro výzkum vesmíru Jaxa Kodži Jamanaka je optimističtější. „Nedokážu předpovědět budoucnost na dvě stě nebo tři sta let dopředu, ale v tuto chvíli se nemusíme obávat, že by nám ve vesmíru došel prostor,“ říká. „Samozřejmě se budeme snažit o koordinaci, ale není třeba, aby docházelo ke konfliktům.“ Ačkoli se nyní pozornost soustřeďuje na jižní pól, přitažlivé mohou být i jiné oblasti Měsíce. Tento týden například vědci z Trentské univerzity zveřejnili důkazy o existenci obrovské podzemní jeskyně přístupné z povrchu, která se nachází v blízkosti původního místa přistání Apolla 11. Objevili ji na základě analýzy dat ze satelitních radarů a podle vědců by tam mohla stát měsíční základna pro astronauty; zda je na místě i led, není známo.

Měsíční ekonomika v nejistotě

Pokud se lidské osídlení na Měsíci rozšíří, jak doufají vesmírní optimisté, jeho budování a obsluha nastartuje lunární ekonomiku v hodnotě několika miliard dolarů. Dodavatele budou zpočátku financovat vlády prostřednictvím kosmických agentur, ale časem by se mohl rozvinout udržitelný komerční sektor.

Jamanaka vypočítává některé příležitosti, které by se na Měsíci mohly naskytnout: výroba, skladování a přeprava energie a paliv; komunikace a doprava; zásobování vodou a kyslíkem; stavebnictví; pěstování a distribuce potravin; nakládání s odpady; zdravotnictví a fitness; zábava, kultura a sport.

Život na Měsíci však s sebou nese i jisté výzvy. Jednou z těch významných je regolit, sypká šedá zemina pokrývající měsíční povrch. Už astronauti z programu Apollo zjistili, že její ostré, abrazivní a toxické prachové částice představují nebezpečí pro zdraví lidí i fungování strojů. „Jejich skafandry se rozpadaly mnohem rychleji, než NASA očekávala,“ říká vedoucí Centra Andyho Thomase pro výzkum vesmíru John Culton z University of Adelaide. „Po třech výletech na povrch byly natolik poškozené, že už nedokázaly uvnitř skafandru zajišťovat kyslík.“ Podle jeho slov bude nutné provést další výzkum zaměřený na ochranu robotů proti všudypřítomnému prachu z regolitu a také na zabránění jeho pronikání do přileb, rukavic a skafandrů i do obytných prostor.

Pohodlí v příbytcích bude mít totiž zásadní vliv na morálku a efektivitu astronautů, kteří budou na Měsíci žít a pracovat – zpočátku po dobu 30 dnů. „Jejich spokojenost je důležitá,“ říká Jim Free z NASA, „a pro člověka, který miluje kávu jako já, bude nezbytností kávovar.“ Kdy, a zda vůbec se ve velkém rozběhne lunární turistika, není zatím jasné. „V první fázi tam budou chtít letět milionáři nebo miliardáři,“ říká Jamanaka a dodává, že jednoho dne budou moct na Měsíc „letět i obyčejní lidé, ale nevím kdy“. Voda – a z ní vyrobený vodík a kyslík – bude pro měsíční ekonomiku tím nejdůležitějším zdrojem. Z měsíčních hornin by se také mohly získávat kovy a minerály pro místní výrobu.

Zatím však není jasné, zda se na Měsíci nacházejí dostatečně cenné zdroje, které by bylo možné vytěžit a dopravit zpět na Zemi. Podle vedoucího výzkumu sluneční soustavy Francise Rocarda z francouzské kosmické agentury CNES se na povrchu Měsíce hojně vyskytuje izotop helium-3, který je na Zemi velmi vzácný a mohl by být atraktivním kandidátem pro použití ve fúzních reaktorech, „ale bude to až ve druhé polovině tohoto století, určitě ne dříve – pokud bude ovšem jaderná fúze fungovat“. Poradenská společnost Arthur D Little ve spolupráci s evropskou podnikatelskou skupinou Euro2Moon vypracovala pět pravděpodobných scénářů vývoje na Měsíci, jež sahají od Za hranici prosperity počítající s rušným turismem, dlouhodobým osídlením a bohatými zdroji až po Pustý horizont bez ekonomické aktivity.

Který z těchto scénářů se stane realitou, však ukáže teprve čas. „Za sedm až deset let budeme pravděpodobně schopni vybrat jeden nebo dva scénáře s docela dobrou mírou jistoty, ať už to bude Pustý horizont, Za hranice prosperity, případně něco mezi tím,“ říká vedoucí partner firmy Matteo Ainardi.

Ani astronaut Parmitano z ESA si není jistý dlouhodobější budoucností lidstva na Měsíci. „Jako agentura i na osobní úrovni se na to všichni snažíme přijít,“ říká. „V příštích deseti až dvaceti letech chceme najít ten nejudržitelnější způsob osídlení měsíčního povrchu. Musíme se o to pokusit, protože vesmírný výzkum má za cíl poskytnout odpovědi na některé z hlavních otázek lidstva.“

Po zveřejnění tohoto článku NASA oznámila zrušení projektu vozítka VIPER z důvodu zpoždění a překročení nákladů.

Clive Cookson, Peggy Hollingerová, FT