Jestliže přistání Apolla 11 na Měsíci (20. července 1969) bylo „velkým skokem pro lidstvo“, stejně jako demonstrací „nadřazenosti“ amerického technologického know-how, nyní jde o víc: o ekonomickou a komerční expanzi do vesmíru a o zábory nerostného bohatství včetně energetických zdrojů.
Po dosažení Měsíce Američany se kosmické mocnosti soustředily na budování orbitálních stanic a na Lunu se jako by zapomnělo. Teprve když vyrostla třetí kosmická velmoc, Čína, kosmonautika Měsíc objevila znovu a NASA po delším přešlapování v programu Constellation rozjela program Artemis (2017), čímž začal nový závod o Měsíc, poháněný nejen komerčními zájmy o využívání lunárních zdrojů, ale i předváděním „svalů“ na nových hranicích vesmíru. A náš věčný průvodce na nebi začal být „ostřelován“ robotickými sondami. Postupně se k zemím, které na něm dosáhly úspěšného přistání (USA a SSSR), připojily další, především Čína (prosinec 2013) a následně Indie a Japonsko. Dne 23. srpna 2023 se Indové stali čtvrtým národem, jemuž se povedlo dostat na Měsíc robotický objekt, z pohledu přistání na jeho jižním pólu pak dokonce prvním. Pravda, povedlo se jim to až na druhý pokus se sondou Čandraján-3. Ta z lunární oběžné dráhy spustila na měsíční povrch přistávací modul Vikrám, vážící 1,7 t, z něhož sjelo i šestikolové, 26kg vozítko Pragján. Indové tehdy vyhráli symbolický závod o prvenství v přistání na jižním pólu před Rusy, jejichž sonda Luna 25 (19. srpna) přistání nezvládla. V dubnu 2023 o historicky první dobytí Měsíce soukromou firmou usilovala japonská společnost iSpace. Těsně před dosednutím v kráteru Atlas blízko Moře chladu ale ztratila s landerem Hakuto-R kontakt. Později vyšlo najevo, že havárii zavinil výškoměr, který předal počítači chybné údaje a modul na povrch dopadl asi z výšky 5 km. Japonci se však nevzdali a modul SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) národní agentury JAXA přistál 19. ledna 2024 v kráteru Shioli ležícím v měsíčním Moři nektaru na přivrácené straně Měsíce. Japonsko se tak stalo 5. státem světa, který dokázal dopravit své zařízení na přirozenou družici Země. Už název sondy odkazuje na novou technologii přesného přistání. SLIM byl navržen tak, aby přistával ve vybrané zóně o průměru 100 m, zatímco jiné přistávací moduly, landery, měly zóny přistání vymezené v řádech kilometrů. SLIM totiž využil navigační systém založený na vizuální kontrole povrchu a průběžném zpracování snímků. Systém rychle porovnal snímky se vzory kráterů na měsíčních mapách vytvořených na základě dat z předchozích misí a sonda dosedla zhruba 55 m východně od cílových souřadnic. Technologie by mohla umožnit budoucím kosmickým lodím přistávat v relativně malých oblastech uprostřed skalnatého nebo nerovného terénu, namísto hledání velkých mýtin.
Proč letět na Měsíc
Má se za to, že Čína použila už prověřený hardware servisního modulu ze své první odběrové mise Čchang-e 5 na přivrácené straně Měsíce v roce 2020. Vše by mělo proběhnout během 48 hodin. Sonda pak vyšle pouzdro s nasbíranými vzorky zpět na oběžnou dráhu Měsíce, k návratovému modulu, který se následně vydá k Zemi. Mimochodem, Čchang-e 6 ponese také mezinárodní náklad. Francie poskytuje přístroj DORN (detection of outgassing radon) pro detekci uvolňování radonu z měsíční kůry. Švédsko s podporou ESA přispěje k projektu NILS (negative ions at the lunar surface) a na palubě má být také italský pasivní laserový odražeč. Cestou sonda navíc vysadí pákistánský cubesat iCube-Q. Zatímco satelit Čchüe-čchiao 2 už snad za pár dnů začne vyčkávat u Měsíce, sonda Čchang-e 6 o hmotnosti 8 200 kg odstartuje na raketě Dlouhý pochod 5 přibližně v květnu tohoto roku. Jde o komplexní lunární projekt CNSA (China National Space Administration), který zatím nemá obdoby. Potvrzuje ale, že Čína má jasnou koncepci dobývání Měsíce, která by měla vyvrcholit do konce desetiletí přistáním tchajkonautů na našem souputníku. Čchüe-čchiao 2 je důležitou součástí programu a bude sloužit jako přenosová platforma pro čtvrtou fázi čínského lunárního průzkumného programu, zahrnující mise Čchang-e 6, Čchang-e 7 a Čchang-e 8. „Sedmička“ se snad už v roce 2026 zaměří na jedno z mála míst, o kterých se předpokládá, že nabízejí výjimečně dlouhá období osvětlení na jižním pólu Měsíce. Oblast je označena jako osvětlený okraj kráteru Shackleton a pravděpodobně odpovídá kandidátskému místu přistání pro pilotovanou misi NASA Artemis s názvem Peak Near Shackleton. Čínské snažení směřuje k realizaci plánů na zřízení tzv. Mezinárodní lunární výzkumné základny (ILRS) na jižním pólu s využitím místních zdrojů. Jak loni 2. října na 74. mezinárodním astronautickém kongresu v Baku představitelé CNSA uvedli, má Čchang-e 8 startovat v roce 2028 a posloužit jako základní kámen pro ILRS, na níž se mají podílet také Rusko, Venezuela, Jihoafrická republika, Bělorusko, Pákistán či Egypt. Mise bude využívat přistávacího modulu, roveru a robota. Mezi vědecké cíle je zahrnut průzkum místní geologie, pozorování Země na Měsíci, analýza lunárních vzorků in situ a experimentování s využitím zdrojů. Plánováno je také testování uzavřeného pozemského ekosystému v lunárním prostředí. Staví na pokroku a úspěších Číny za poslední desetiletí a ověří klíčové technologie pro budoucí pilotované mise. Čínský kosmonaut na Měsíci před rokem 2030 je tak možnou realitou a zlým snem NASA.
NASA sází na CLPS
Zatímco v Číně má vše pod palcem strana a vláda, Spojené státy prostřednictvím programu NASA CLPS (Commercial Lunar Payload Services) sází na spolupráci se soukromými společnostmi ve snaze dopravit na měsíční povrch výzkumné aparatury v rámci robotických misí. NASA poskytuje know-how, konzultace a částečný sponzoring. Například do vývoje smolné sondy Peregrine společnosti Astrobotic investovala 108 milionů dolarů. Vážný únik paliva krátce po startu 8. ledna po oddělení modulu od horního stupně nové rakety ULA Vulcan (první start) však zhatil plánované přistání, které mělo být prvním zábleskem amerického návratu na Měsíc. Firma jej po 10 dnech v kosmu navedla k řízené destrukci v zemské atmosféře. Stačí jeden špatný ventil a projekt za více než 200 milionů je ztracen. Astrobotic Technology má ale v rámci CLPS v úvazku další zakázku. Za to, že už v listopadu letošního roku vysadí na Měsíci rover VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), jí NASA zaplatí dokonce 199,5 milionu dolarů. Další neúspěch si už společnost nemůže dovolit. Lander s VIPERem má dosednout v oblasti Nobile u jižního pólu Měsíce a oborníci NASA věří, že bude pracovat až 100 pozemských dní, pokrývajících tři cykly lunárního dne a noci. V tomto období by měl rover o velikosti golfového vozíku (1,5 × 1,5 × 2,5 m) a hmotnosti 450 kg urazit vzdálenost asi 20 km. K vědeckému vybavení patří tři spektrometry a vrták o délce 1 m. Komunikace bude probíhat přes spojení v pásmu X (bez relé) přes síť Deep Space Network. Vzhledem k neznámému terénu je VIPER navržen pro bezprecedentní pohyblivost. Může jet do stran nebo diagonálně, otáčet se v kruhu a pohybovat se libovolným směrem, aniž by změnil směr natočení antény. Pokud se setká s měkkou půdou, bude schopen dokonce chodit po svých nezávisle pohyblivých kolech tak, aby se osvobodil. Extrémní výkyvy světla a tmy na pólech Měsíce se vůbec nepodobají těm na Zemi nebo Marsu — a vytvářejí extrémně dlouhé a rychle se pohybující stíny. Na solární energii závislý VIPER bude ustupovat před těmito prodlužujícími stíny, protože musí hledat správné území pro odběr vzorků a zároveň udržovat komunikaci se Zemí. Období tmy budou dlouhá — až jeden pozemský týden — takže VIPER bude pravidelně zaparkován ve vybraných bezpečných kapsách ve vysokých nadmořských výškách, kde noc potrvá pouze čtyři dny. Kombinace všech těchto potřeb vede ke komplikovanému plánování trasy. Bezesporu nejnáročnějším úsekem jízdy VIPERu bude průzkum vnitřku tmavých kráterů zřejmě ukrývajících vodní led, kam Slunce nikdy nedohlédne, což z něj činí prvního robota NASA, který potřebuje světlomety. Konstruktéři roveru tak čelí zcela nové výzvě při budování systému osvětlení a práce kamery, aby fungovaly v drsných teplotách na Měsíci, v extrémních podmínkách světla a tmy. NASA věří, že VIPER získá detailní pohled na polohu a koncentraci ledu a dalších zdrojů na jižním pólu Měsíce, což lidstvo posune o významný krok blíže ke konečnému cíli, kterým je dlouhodobá přítomnost na Luně.
USA opět na Měsíci — konečně
„Technologie konstrukce kosmických sond je tak pokročilá a komerčně dostupná, že máme širokou paletu nástrojů, ze kterých vybírat. Ale je to integrace systémů, které budou fungovat na lunárním povrchu v plně automatizovaném smyslu, to je tady ta opravdová výzva. A umět to dělat způsobem, který je komerčně dostupný, a zároveň tak, aby NASA zůstala jedním z mnoha dalších zákazníků, to je výzva pro nás,“ prohlásil viceprezident houstonské firmy Intuitive Machines Tim Crain před startem jejich modulu série NOVA-C, pokřtěného Odysseus. NASA na něj přihodila částku 77,5 milionu dolarů, tedy méně, než dostal Astrobotic. A podařilo se! IM-1 Odysseus, robotický přistávací modul postavený právě Intuitive Machines, přistál večer 22. února poblíž okraje kráteru Malapert, asi 300 km od lunárního jižního pólu a vrátil tak fyzicky, po více než 50 letech, Spojené státy do hry o Měsíc. Úspěch však nebyl 100%, letový tým prožíval asi 15 minut muka, než se podařilo zachytit signály Odyssea. Když se před pár dny členové týmu připravovali na sestup, zjistili, že laserové dálkoměry sondy, které přistávací modul používal k určení výšky a horizontální rychlosti, nefungovaly správně. Přešli tedy na experimentální přístroj NASA, který Odysseus nesl, a uvedli jej do provozu pro životně důležité přistávací operace. Přesto se 4,3 m vysoká sonda disponující šesticí podpěr tak říkajíc uložila na bok. Jak se později i díky palubním snímkům ukázalo, jedna z podpěr škobrtla o kámen vyčnívající z půdy v místě přistání a zlomila se. Díky nízké gravitaci však i po převrácení zůstala většina přístrojů funkčních a začala předávat informace. „Zatím máme docela dost provozních schopností, i když jsme převráceni,“ konstatoval generální ředitel a spoluzakladatel společnosti Intuitive Machines Steve Altemus během tiskového brífinku 23. února. Odysseus se tak stal první soukromou sondou, která přistála na Měsíci, což kvitoval i šéf NASA Bill Nelson. Kam Ghaffarian, spoluzakladatel firmy, také zdůraznil úlohu soukromého kapitálu na dobývání Měsíce. „Podle mě je komercializování vesmíru obecně začátkem nové éry, speciálně pak létání na Měsíc a otevření jeho prostoru soukromým firmám ke vzájemné konkurenci,“ řekl mimo jiné. „Myslím, že nastala nová éra, která vytvoří nový systém práce v komerčním vesmíru, což je podle mě úžasné pro celý průmysl.“ Ghaffarian se má proč radovat. Po téměř 100% úspěchu Odyssea pracuje Intuitive Machines na dalších dvou přistávacích modulech Nova-C pro své mise IM-2 a IM-3, které také ponesou náklad NASA v rámci CLPS. Společnost neoznámila data startu misí, ale i NASA doufá, že by se obě mohly realizovat už do konce roku 2024. Přistání v oblasti jižního pólu Měsíce, která je cílem IM-2, jsou spojena s „ročními obdobími“, kdy jsou světelné podmínky optimální pro provoz přistávacího modulu. A IM-3 by podle vedení společnosti mohlo startovat během několika dalších měsíců po IM-2. Další želízko v ohni má NASA v rámci Commercial Lunar Payload Services u společnosti Firefly Aerospace, která by přistála s vědeckým nákladem na Měsíci a vyslala další družici na oběžnou dráhu Měsíce, aby zajistila komunikaci s jeho odvrácenou stranou. Jde o robotický přistávací modul Blue Ghost určený k dopravení (zatím) dvou nákladů na odvrácenou stranu Měsíce do roku 2026. Společnost Firefly Aerospace pojmenovala svůj přistávací modul Blue Ghost po vzácné světlušce Phausis reticulata. Nejprve ale vyšle komunikační a navigační družici Lunar Pathfinder Evropské kosmické agentury (ESA) na eliptickou oběžnou dráhu kolem Měsíce, aby přenášela signály mezi Zemí a aparaturami na povrchu. Pokud vše půjde podle plánu, první Blue Ghost přistane už letos v Mare Crisium, tmavém oválu, který je vidět při pravém horním okraji měsíčního „obličeje“. Modul ponese 10 vědeckých přístrojů o hmotnosti asi 150 kg. Tento náklad pomůže provést celou vědeckou přehlídku — studovat například to, co tvoří plášť Měsíce, jak radiace ovlivňuje počítačové čipy ve světě bez magnetického pole a jak dobře můžete zachytit signály GPS. Blue Ghost 2 by také měl dopravit na odvrácenou stranu Měsíce radioteleskop NASA LuSEE-Night (Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night). Poté, co dopadne na odvrácenou stranu Měsíce, pokusí se získat první měření svého druhu z „temného středověku“ vesmíru. Tímto termínem označují astronomové období v raném vesmíru, mezi asi 400 000 a 400 miliony let po velkém třesku, než se hvězdy a galaxie začaly plně formovat. Odvrácená strana Měsíce je skvělým místem pro hledání slabých signálů, které by mohly obsahovat takové stopy, protože nabízí něco, co Země nemůže: hluboké, hluboké ticho... Pokud jde o USA, jsou tyto plánované robotické mise pevnou součástí programu Artemis a mají připravit půdu pro návrat lidí na Měsíc. Nesmíme ale zapomínat na ambice dalších států, jako je Čína, Indie či Japonsko. Měsíc, přes obtížnosti, které nám ještě skrývá, je nyní bezprostředním cílem pozemské kosmonautiky. /Stanislav Kužel/„Je tam vodní led. Voda, to je vodík do paliva a kyslík na dýchání. Naučíme se, jak na Měsíci pracovat delší dobu. Naučíme se, jak fungovat mimo dosah planety Země a jak zužitkovat zdroje na Měsíci. A všechno toto bude přípravou, abychom nakonec letěli na Mars,“ řekl loni v lednu ke snahám o znovudobývání Měsíce zástupce ředitele NASA Robert Cabana. Z hlediska rozvoje kosmické techniky jde o logickou úvahu, ovšem z více než 35 pokusů o měkké přistání, které dosud kosmické agentury a společnosti po celém světě provedly, skončila více než třetina neúspěchem. Ironií osudu se nyní hladké přistání na lunárním povrchu daří spíše nováčkům než Rusům (viz havárie Luny 25 v srpnu 2023) a Američanům. A zatímco sondy ruské, čínské či indické jsou záležitostí vládních vesmírných agentur, USA a Japonsko dobývají Měsíc s pomocí soukromých firem. Že přistát na Měsíci není jednoduché, potvrzují dva poslední americké pokusy se sondami Peregrine a Odysseus. Američané jako by ztratili know-how z minulého století. Tehdy, v letech 1966—68 dokázali s mnohem primitivnější technikou a bez superpočítačů posadit na lunární povrch pět ze sedmi sond Surveyor, o následných pilotovaných výpravách Apollo nemluvě. Novodobá sonda Odysseus od Intuitive Machines sice částečně v přistání uspěla, ale „zakopla“ o balvan a dopadla na bok. Peregrine společnosti Astrobotic k Měsíci ani nedoletěla. „Aby bylo možné přistát na Měsíci, musí se uskutečnit řada kroků přesně ve správném pořadí. Pokud se některý z nich neudělá, začnou problémy,“ řekla portálu Live Science inženýrka Alicia Dwyer Cianciolová z NASA Langley Research Center z virginského Hamptonu. Poukázala tak na zdánlivě jednoduché zadání: dostat se na oběžnou dráhu Měsíce. To ani dnes není maličkost. Jakmile se sonda dostane na lunární orbitu, udržuje zpravidla kontakt se Zemí, zde pomocí sítě NASA Deep Space Network, která se skládá ze tří sledovacích stanic v různých částech zeměkoule, vybavených neustále činnými parabolickými anténami (největší o průměru 70 m). Ty zůstávají v kontaktu i se vzdálenými automatickými sondami ve vesmíru (včetně sond Voyager za hranicemi Sluneční sestavy). Ukazuje se, že selhání komunikace bylo jedním z důvodů potíží první indické lunární mise ISRO. Čandraján-2 (2019) ztratil kontakt s přistávacím modulem Vikrám, který byl jen 2 km nad měsíčním povrchem (lety indických sond podporovala též evropská sledovací síť ESTRACK). Když sonda míří k místu přistání rychlostí podobnou střele, není moc prostoru pro chyby. Už v roce 2019 se o přistání snažil také izraelský Beresheet neziskové organizace SpaceIL. Jemu ovšem při brzdném manévru selhal gyroskop, což vedlo k úplnému vypnutí motoru a k havárii. Problém je v tom, že ve finální fázi přistání už řídicí středisko nemůže nic ovlivňovat, vše již záleží na automatice. „Na Zemi se řídící letu mohou při navádění autonomních prostředků spolehnout na GPS, na jiných nebeských tělesech však žádné odpovídající systémy neexistují,“ zdůraznila už citovaná Dwyer Ciancioloová a dodala: „Když letíte rychle a musíte zpomalit ve vakuu, kde máte k dispozici velmi málo informací, je to těžké bez ohledu na to, kdo jste a o co se snažíte.“ Téměř všechny neúspěšné mise na Měsíc byly bez posádky, což možná naznačuje, že když nastanou problémy, je užitečné mít u kormidla člověka. V dobách Apolla pomáhaly k úspěšnému přistání lidské oči a reflexy. Poté, co Neil Armstrong spatřil skalnatý terén na zamýšleném místě přistání, převzal kontrolu nad sestupovým modulem Eagle Apolla 11 a našel pro dosednutí bezpečnější místo. „Astronauti byli zkušebními piloty, proto požadovali určitý stupeň kontroly,“ připomněla Cianciolová. „Ovšem dnes důvěřujeme automatice více,“ dodala s tím, že by se rádi dostali do bodu, kdy se lidští průzkumníci budou moci spolehnout na systémy, které jim pomohou bezpečně cestovat na povrch Měsíce a zpět.
Čínští průkopníci
V lunárním programu poslední doby boduje Čína. Přistáním sondy Čchang-e 3 14. prosince 2013 a vysazením miniroveru Nefritový králík o hmotnosti 140 kg v Moři dešťů se stala třetí zemí světa, která úspěšně dopravila svou sondu na Měsíc. Jako prvnímu státu v historii se Číně 3. ledna 2019 podařilo přistání landeru Čchang-e 4 na odvrácené straně Měsíce, kde vypustila rover Jü-tchu 2, a to v kráteru Von Kármán. A v prosinci 2020 Čchang-e 5 dokázala přivézt zpět na Zemi vzorky horniny z měsíčního povrchu, po dlouhé době od roku 1976 (Luna 24). Čína to po USA a bývalém Sovětském svazu dokázala jako třetí v historii. A velkolepá jízda čínského draka chystá pokračování. Letos v lednových dnech dorazily na kosmodrom Wen-čchang (Wenchang Satellite Launch Center) na ostrově Chaj-nan komponenty pro čínskou kosmickou sondu Čchang-e 6. Ta má za úkol z odvrácené strany Měsíce přivést vzorky lunárního regolitu. Tato nová a ambiciózní mise bude vyžadovat podporu retranslační družice známé jako Čchüe-čchiao 2 (Queqiao-2), přes kterou se budou přenášet data mezi Zemí a zmíněnou sondou na odvrácené straně Měsíce. Název družice, v překladu Stračí most 2, je převzat, jak je Číňanům blízké, z tamní mytologie, z pověsti o lásce pasáčka krav Niou-lang symbolizovaného hvězdou Altair a tkadlenky Č'-nu symbolizovanou hvězdou Vega. Jejich lásce nebylo přáno a byli vykázáni na opačné břehy nebeské řeky (Mléčné dráhy) a jen jednou za rok straky vytvořily most, na kterém se mohli setkat. Čchüe-čchiao 2 je vylepšením satelitu Čchüe-čchiao vypuštěného v roce 2018 na Lagrangeův bod 2 z důvodu zabezpečení přistání modulu a roveru Čchang-e 4 v roce 2019. Ovšem blíží se konec jeho životnosti a na řadě je vylepšená „dvojka“. Ta raketou Dlouhý pochod 8 odstartovala v úterý 19. března. Čchüe-čchiao 2 s parabolickou anténou o průměru 4,2 m váží asi 1 200 kg a její životnost je plánována na více než osm let. Vynese také dva menší komunikační satelity, Tchien-tu 1 a Tchien-tu 2 (Tiandu), které budou ověřovat technickou stránku lunární komunikační a navigační konstelace založené na technologii Čchüe-čchiao. Ta za nedlouho obsadí vzdálenou retrográdní oběžnou dráhu (DRO), spíše než pozičně stabilnější halo oběžnou dráhu kolem E-M L2 ve vzdálenosti asi 65 000 km za Měsícem. Lander Čchang-e 6 bude tento lunární satelit potřebovat proto, že odvrácená strana Měsíce nikdy nesměřuje k Zemi, což logicky znemožňuje přímou komunikaci. Plánovaná 24hodinová eliptická „zamrzlá“ oběžná dráha Čchüe-čchiao 2 ji zavede za Měsíc, odkud bude mít přímý výhled na pozemní stanice na Zemi i na kráter Apollo na odvrácené straně Měsíce, na jehož jižní straně má Čchang-e 6 přistát. Apollo leží v pánvi South Pole-Aitken (SPA), v gigantické, impaktní pánvi nacházející se na 150. až 158. stupni západní délky a 41. až 45. stupni jižní šířky. Přistávací modul se pokusí shromáždit 2 000 g materiálu nabíraného lopatkou z povrchu i získaného vrty.
