Mars jako Země? Nejdřív je potřeba dopravit atmosféru velikosti měsíce
Roky jsme si zvykali na Muskovu vizi, v níž se Mars stává záložní adresou lidstva. V představách už vidíme jezera, lesy, lehce načervenalou oblohu a lidi procházející se bez skafandrů. Jenže nové výpočty fyzika z Jet Propulsion Laboratory při NASA ukazují, že taková proměna planety je dnes nejen mimo dosah, ale připomíná spíše logistickou a průmyslovou noční můru roztaženou přes celá tisíciletí.
Klíčový problém Marsu není jen mráz a nedostatek kyslíku. Především jde o dramaticky nízký tlak. Vzduch je tam tak řídký, že by krev člověka začala vřít při tělesné teplotě. Než se vůbec pomyslí na lesy nebo jezera, je potřeba atmosféru doslova „doplnit".
Fyzik Slava Turyshev z JPL spočítal, kolik plynu by bylo nutné přidat, aby tlak vzrostl natolik, aby člověk přežil bez skafandru. Výsledek: přibližně 3,89 × 10¹⁵ kilogramů plynů. Toto číslo si snáze představíme přes srovnání s nebeskými tělesy.
- Minimální „úprava" Marsu – hmotnost plynu srovnatelná s hmotností Deimose, jednoho ze dvou měsíců planety.
- Plně „dýchatelná" atmosféra – bylo by třeba dopravit množství hmoty blížící se hmotnosti Januse, Saturnova měsíce, tisíckrát těžšího než Deimos.
Jinými slovy, úplná přeměna Marsu by vyžadovala manipulaci s množstvím hmoty srovnatelným s celými měsíci. Nejde o projekt ve stylu „postavme pár kyslíkových továren". Jde o škálu kosmického inženýrství, které lidstvo neumí ani rozumně naplánovat.
Stručně řečeno: aby Mars připomínal Zemi, bylo by třeba k němu v podstatě „dovézt" atmosféru o hmotnosti malého měsíce a udržovat obří průmysl fungující nepřetržitě po tisíc let.
Energetická propast: tisíc let práce s výkonem dvacetinásobku Země
Další otázka zní: odkud vzít kyslík? Teoreticky ho lze vyrobit z vody, jejíž led se na Marsu skutečně vyskytuje. K tomu slouží dobře známá elektrolýza – rozklad molekul vody na kyslík a vodík pomocí elektrického proudu.
Jakmile se však podíváme na čísla, optimismus rychle mizí. Turyshev vypočítal, že k získání dostatečného množství kyslíku by bylo nutné po tisíc let nepřetržitě udržovat na Marsu výkon řádu 380 terawattů. Pro srovnání, celková dnešní spotřeba energie lidstvem je přibližně dvacetkrát nižší.
To znamená nutnost vybudovat na prakticky pusté, nepřátelské planetě energetickou infrastrukturu, která:
- produkuje dvacetkrát více energie než veškerý současný průmysl na Zemi,
- funguje bez větších přestávek po dobu nejméně tisíce let,
- spolupracuje s rovněž obří sítí kyslíkových továren a chemických závodů.
Už samotná logistika údržby stovek tisíc nebo milionů zařízení v takovém prostředí zní jako scénář nekončící servisní mise. K tomu přistupují poruchy, prachové bouře, kosmické záření, nutnost dodávek náhradních dílů a obsluhy. V tomto kontextu dostává Turyshevova poloironická poznámka o „průmyslové noční můře" velmi doslovný význam.
Jak ohřát celou planetu? Zrcadla větší než několik kontinentů
Atmosféra a kyslík jsou jen část skládačky. Mars je zkrátka příliš studený. Jedna z populárních vizí hovoří o obřích orbitálních zrcadlech, která by soustřeďovala sluneční paprsky na ledové čepičky a povrch planety, čímž by zvýšila teplotu o několik desítek stupňů.
Problém je v tom, že škála takového projektu naprosto přesahuje to, co dnes vůbec dokážeme umístit do vesmíru. Podle Turyshevových výpočtů by bylo nutné, aby soustava zrcadel na oběžných drahách měla celkovou plochu přibližně 70 milionů kilometrů čtverečních, aby se průměrná teplota Marsu zvýšila o zhruba 60 stupňů Celsia.
Sedmdesát milionů kilometrů čtverečních je přibližně sedmkrát více, než je celá plocha Evropy. Tolik by musela zaujímat „topná instalace" pro Mars.
Pro srovnání: dnes má člověk problémy s udržením jediného většího teleskopu nebo několika satelitů velikosti autobusu na orbitě. Vize orbitálního „kontinentu ze zrcadel" je v současném a předvídatelném technologickém horizontu prostě mimo dosah.
Mars ne pro všechny, jen v kapslích: paraterraforming
Pokud globální přeměna celé planety vypadá jako sci-fi na steroidech, vědci hledají realističtější řešení. A právě zde se objevuje pojem, který se bude v diskusích vracet stále častěji: paraterraforming.
Jde o vytvoření nikoli jedné velké biosféry zahrnující celou planetu, ale husté sítě místních „kapes života". Mohou to být obrovské kupole, podzemní města, tunely s poli nebo propojené moduly připomínající nafukovací haly.
Místo pokusu proměnit Mars v druhou Zemi je snazší vybudovat na něm tisíce obrovských, vzduchotěsných zahrad – míst, kde lze dýchat, pěstovat rostliny a žít normální život, ale metr dál stále vládne vakuum a mráz.
Tento typ konstrukcí má několik výhod:
- Vyžadují výrazně méně plynu – tlak pod kupolí se týká jen omezeného objemu.
- Rozdíl tlaků může dokonce pomáhat, udržovat tuhost nafukovacích konstrukcí.
- Lze je budovat postupně, experimentovat a průběžně vylepšovat návrhy.
- Není třeba se obávat globálního dopadu na celou planetu, například nekontrolovaných klimatických změn v obrovském měřítku.
Takové „mikrosvěty" na Marsu se zdají bližší technologiím, které již známe: velké skleníky, výzkumné stanice v Antarktidě, základny pod ledem, modulární habitaty vyvíjené pro potřeby Měsíce. Stále jde o výzvy na desetiletí práce, ale na rozdíl od globální terraformační revoluce nevyžadují okamžitý průmyslový skok o několik řádů.
Marketing snů versus tvrdá čísla NASA
V tomto světle nabývají Muskovy vize – lesy na Marsu, modravá jezera, záložní „domov lidstva" – poněkud jiného charakteru. Turyshev naznačuje, že připomínají spíše marketingový slogan pohánějící sny o kolonizaci vesmíru než realistický plán činností na několik desítek či dokonce stovek let.
| Prvek vize | „Plakátová" verze | Verze z výpočtů |
|---|---|---|
| Atmosféra | Uvolníme plyn, zvýšíme tlak, bude možné dýchat | Nutná hmotnost srovnatelná s měsícem a obří síť továren |
| Oteplení | Máme sluneční zrcadla, zvýšíme teplotu | Nutný „kontinent ze zrcadel" větší než několik Evrop |
| Energie | Postavíme reaktory a solární farmy | Požadovaný výkon: 20násobek celého dnešního průmyslu Země po tisíc let |
To neznamená, že soukromé kosmické firmy postrádají smysl. Starty raket, komunikační satelity, nákladní mise nebo nakonec i pilotované výpravy na Mars jsou stále reálné a krok za krokem posouvají hranice toho, co dokážeme. Rozdíl je v tom, že vyslat několik desítek či stovek lidí na marsovskou základnu je něco jiného než pokus změnit parametry celé planety.
Proč tato čísla mají význam pro běžného člověka
Velké vize působí na fantazii, ale bez vědomí měřítka je snadné brát je doslova. Pro někoho, kdo viděl Mars jen ve filmech, může být rozdíl mezi „několika reaktory na planetě" a „průmyslem dvacetkrát větším než celá Země" neviditelný.
Právě taková čísla přitom ukazují, kde leží skutečná hranice. Můžeme vyslat lidi na Mars, postavit tam základny a tunely, pěstovat rostliny ve sklenících a po léta provádět výzkum. To je ambiciózní, ale dosažitelná úroveň výzev – za předpokladu, že politika a ekonomika budou táhnout za jeden provaz s vědou.
Něco jiného je pokus přebudovat celou planetu od základů. K tomu není zapotřebí jen technologický průlom, ale také zcela nový model civilizace, která po staletí udržuje důsledné, společné energetické a průmyslové úsilí v měřítku, které si dnes nedokážeme ani upřímně představit.
Co získáme, i když „Země 2.0" na Marsu nevznikne
Navzdory velmi střízlivému tónu analýzy má práce NASA na takových konceptech smysl. Nutí vědce počítat, ne jen snít, a ukazuje, kam se skutečně vyplatí investovat čas a peníze.
Reálný směr představuje rozvoj technologií, které se každopádně hodí i na Zemi: účinné zdroje energie, ukládání elektřiny, recyklace, pěstování rostlin v náročných podmínkách, automatizace a roboti pracující v prostředích nebezpečných pro lidi. Každý krok směrem k marsovské základně funguje jako testovací polygon pro řešení, která mohou pomoci i zde – v našich městech a oblastech postižených suchem či extrémními vedry.
V tomto smyslu chladná diagnóza NASA sny o Marsu nezabíjí, jen je uvádí do pořádku. Místo snění o lesních stezkách pod rudou oblohou je lepší přemýšlet o prvních skutečných habitatech, které možná uvidí naše děti nebo vnoučata. A pokud někdy dosáhneme úrovně, kdy dvacetinásobné zvýšení globální výroby energie přestane znít jako čistá fantazie, diskuse o globální přeměně Marsu se vrátí – tentokrát na zcela jiném, mnohem zralejším základě.
