Možnost mezihvězdného cestování je sice stále jen vizí vzdálené budoucnosti, ale už to není jen science fiction. V současné době totiž už existují konkrétní plány na to, jak dostat lidmi vyrobené technologie ke hvězdám. A teď skupina vědců uvažuje dokonce o tom, jak mimo Sluneční soustavu vyslat živé tvory.
Podle profesorů z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře Philipa Lubina a Joela Rothmana je současnost zlatým věkem astronomie. „Cesty na Měsíc v rámci programu Apollo patřily k nejvýznamnějším událostem v mém životě a ty vzpomínky mi stále vyrážejí dech,“ řekl Rothman, který je profesorem na katedře molekulární, buněčné a vývojové biologie.
Od programu Apollo už ale uplynulo půl století a znalosti lidstva o vesmíru i technologie k jeho zkoumání se od té doby zásadně zlepšily. Proto Rothman společně s experimentálním kosmologem Lubinem začali uvažovat o tom, co dál – co by bylo zapotřebí, aby se živé bytosti vydaly na cestu k nejbližší hvězdě mimo naši Sluneční soustavu. Popsali to v článku, který vyšel v odborném časopise Acta Astronautica.
Ke hvězdám
Největší výzvou pro mezihvězdné cestování je podle autorů studie obrovská vzdálenost mezi Zemí a nejbližšími hvězdami. Mise Voyager prokázaly, že lidstvo je schopné vyslat objekty do vzdálenosti přes dvanáct miliard kilometrů, což je třeba k opuštění bubliny obklopující naši Sluneční soustavu, takzvané heliosféry.
Sondy o velikosti automobilu, které se pohybovaly rychlostí přes 60 tisíc kilometrů za hodinu, tam ale doletěly za předlouhých 40 let. Jejich vzdálenost od Země je navíc jen nepatrným zlomkem prostoru, který naši planetu dělí od nejbližší hvězdy. K té by se sondy Voyager podobnou rychlostí dostávaly přes 80 tisíc let.
Tato výzva je hlavním tématem Lubinovy práce, v níž představuje technologii, která by byla potřebná k dosažení další sluneční soustavy. Tradiční chemický pohon (tedy dnešní raketové palivo) je podle něj vyloučen, protože není a nemůže být schopný poskytnout nezbytné množství energie k dostatečně rychlému pohybu plavidla. Jeho hmotnost a systémy potřebné k pohonu zároveň nejsou pro obří rychlosti, kterých musí loď putující k jiné hvězdě dosáhnout, vhodné.
Je proto zapotřebí nových pohonných technologií – a právě zde přichází na řadu výzkumný program Kalifornské univerzity zaměřený na využití světla.
Sondy v kosmu, motory na Zemi
„Nikdy předtím nebylo možné pohánět makroskopické objekty na rychlost blížící se rychlosti světla,“ konstatuje Lubin, který pracuje jako profesor na katedře fyziky. Zásadní překážkou je hmotnost tělesa, právě ona v dohledné budoucnosti vylučuje jakékoli lidské mise na větší vzdálenosti.
Jeho tým se proto obrátil na roboty a fotoniku. Malé sondy s palubními přístroji, které snímají, sbírají a předávají data zpět na Zemi, by mohly být poháněné světlem pomocí laserové soustavy umístěné na Zemi, případně na Měsíci. Mohly by tímto způsobem dosáhnout i dvaceti až třiceti procent rychlosti světla. Výhodou tohoto pohonu, který navrhuje i projekt Breakthrough, je především to, že není třeba dopravovat do kosmu motor, ten vlastně zůstává na Zemi.
Laserový paprsek by takovou sondu poháněl podobně, jako žene plachetnici k cíli vítr. „Pravděpodobně by vypadala jako polovodičová destička se štítem, který by ji chránil před zářením a bombardováním prachem při průletu mezihvězdným prostředím,“ popisuje Lubin. „Pro začátek by pravděpodobně byla velká jako lidská ruka.“
Takové základní technologie by se podle něj ale daly snadno modifikovat na větší rozměry, třeba i k pohonu mnohem větších kosmických lodí v rámci naší Sluneční soustavy při nižších rychlostech, což by potenciálně umožnilo lidské mise na Mars. Lubin uvádí, že cesta k Rudé planetě by s tímto pohonem trvala jen jeden měsíc, což by představovalo asi devítinásobné zkrácení oproti současným možnostem.
Při těchto relativistických rychlostech – zhruba 100 milionů kilometrů za hodinu – by taková „plachetnice“ dosáhla nejbližší sluneční soustavy, Proximy Centauri, zhruba za dvacet let.
Základní projekt vývoje plánu na dosažení relativistického letu prostřednictvím pohonu na směrovanou energii podporují NASA a soukromé nadace, například programem mezihvězdného pohonu Starlight, který provozuje Kalifornské univerzita, a zejména projektem Breakthrough Initiatives, jenž financují miliardáři Julia a Jurij Milnerovi. Ten má několik podprojektů – některé hledají v kosmu signály jiných civilizací, jiné analyzují data, zatímco Breakthrough Starshot má za cíl vymyslet dopravu ke hvězdám.
Autorem myšlenky tohoto pohonu byl slavný fyzik Stephen Hawking, který se na programu Breakthrough podílel.
Život na cestě prázdnotou
„Když jsem se dozvěděl, že hmotnost těchto plavidel může dosahovat i několika gramů, nebo dokonce více, bylo mi jasné, že by se do nich mohli vejít živí živočichové,“ líčí Rothman, který si uvědomil, že prvními pozemšťany, kteří budou cestovat mezi hvězdami, by mohli být například červi – konkrétně hlístice jménem háďátko obecné.
Právě výzkumu těchto organismů se vědec už desítky let věnuje; splňují podle něj většinu požadavků, které by se na mezihvězdného astronauta měly klást: „Jsou sice malé a jednoduché, ale jsou to experimentálně dokonalí tvorové,“ tvrdí Rothman.
Nebylo by to poprvé, co by háďátka letěla do kosmu. Dají se označit za veterány vesmírných letů – astronauti je zkoumali na Mezinárodní vesmírné stanici i na palubě raketoplánu. Jejich odolnost je mimořádná, dokazuje to například fakt, že právě háďátka byla jedinými tvory, kteří přežili tragický pád raketoplánu Columbia. Navíc mají jednu mimořádnou schopnost, kterou sdílí s dalšími potenciálními mezihvězdnými cestovali – se želvuškami.
Oba živočichové se umí uložit do jakéhosi „zimního superspánku“, neboli kryptobiózy, kdy pozastaví své metabolické funkce, a v tomto stavu pak vydrží i ty nejtěžší podmínky. Želvušky se tímto způsobem dokonce dostaly v rámci izraelské mise na Měsíc a je možné, že tam přežívají i nyní.
- Kryptobióza je životní stav, do kterého vstupují některé jednodušší organismy v reakci na nepříznivé okolní podmínky. Spouštěcím impulsem může být vyschnutí, mráz či nedostatek kyslíku. V kryptobiotickém stavu ustávají veškeré metabolické pochody a nedochází ani k rozmnožování, vývoji či opravě tkání. Organismus v kryptobiotickém stavu může v podstatě žít neomezeně dlouho, dokud se podmínky prostředí nevrátí do normálního stavu. V ten okamžik organismus obnovuje metabolismus a vrací se k běžnému životu.
Celé tisíce těchto drobných tvorečků by se podle Rothmana daly umístit na malou destičku, pak by se zapouzdřily a probudily by se až po příletu k Proximě Centauri. Přístroje by potom vědcům řekly, jak tuto cestu háďátka nebo želvušky zvládly nebo jak se na nich projevuje vliv prostředí u jiné hvězdy.
„Mohli bychom tak zkoumat jejich metabolismus, fyziologii, neurologické funkce, reprodukci i stárnutí a sledovat tak, jaký vliv má na tyto funkce let rychlostí blízkou rychlosti světla,“ dodává Rothman. „Většinu experimentů, které lze na těchto zvířatech provádět v laboratoři, lze provádět i na palubě miniaturní kosmické lodičky, když sviští vesmírem.“
Vliv takto dlouhých poutí na biologii zvířat by vědci mohli využít pro předpověď toho, jaký by byl vliv na člověka.
Radiace či vakuum nepředstavují problém
Želvušky už v několika pokusech prokázaly, že mají značnou odolnost vůči podmínkám, které panují ve vesmírnému prostoru. Vyvrcholením celé řady experimentů na těchto „malých vodních medvídcích“ bylo jejich vypuštění do volného vesmíru bez jakékoliv ochrany.
K tomu došlo v roce 2007 v rámci mise 6/Foton–M3, v níž byly želvušky vystaveny všemu, co vesmír nabízí: přímé radiaci, vysokým teplotám i vakuu. Po návratu na Zemi se většina vrátila k aktivnímu životu: svedly přijímat potravu, růst i rozmnožovat se.
V roce 2011 pak želvušky zamířily do vesmíru podruhé, tentokrát v americkém raketoplánu Endeavor. Během tohoto pokusu čelily různým hladinám ionizujícího záření.
Zkoumané želvušky vykazovaly velmi vysokou míru přežití bez ohledu na stav beztíže a kosmické záření. Samice kladly vejce normálního tvaru, která se byla schopna vylíhnout, a novorození jedinci byli zcela normální.
Možnost poslat člověka do mezihvězdného prostoru je samozřejmě skvělá pro filmy či literaturu, ale ve skutečnosti je to stále ještě vzdálený sen. „Než se k tomu dostaneme, možná už vytvoříme vhodnější formy života nebo hybridy člověka a stroje, které budou odolnější,“ předpokládají autoři výzkumu. „Je to vědecký program na celé generace,“ přiznává Lubin.
