„Kdysi jsme snili o městech ve vesmíru — obrovských válcovitých biotopech, soběstačných a obydlených miliony lidí, kteří by ze svého vysokého bidýlka shlíželi na Zemi.“
Ten, kdo viděl kultovní film Stanleyho Kubricka z roku 1968 2001: Vesmírná odysea či jeho pokračování 2010: Druhá vesmírná odysea natočené v roce 1984 rovněž podle knihy a scénáře Arthura C. Clarka, ví, o čem je řeč: doufali jsme, že po programu Apollo a dobytí Měsíce nastává éra kosmického věku. Není divu, že v 70. letech 20. století jeden seriózní vědec věřil, že v dnešní době už sen o městech v kosmu bude realitou. Vizionář, který nejenže vyzýval lidstvo ke kolonizaci Sluneční soustavy, ale se svými studenty a spolupracovníky vytvořil projekty obrovských sídlišť, umístněných nejen na oběžné dráze kolem Země či na Měsíci, ale např. v tzv. libračních bodech (srov. Lagrangeův bod), kde se, stručně řečeno, vyrovnávají gravitační vlivy Země a Měsíce, dnes zvaných Ostrovy, přesněji „O'Neillovy válce“. Ano, tušíte správně — ten muž se jmenoval Gerard Kitchen O'Neill (1927—1992). Fascinoval ho vesmír, viděl ohromný potenciál v pokračování programu Apollo. A aby nezůstal jen u teorií, už jako profesor Princetonské univerzity se v roce 1966 přihlásil do výběrového maratonu na další skupinu vědeckých astronautů (NASA Group 6). Je otázkou, zda pro něj bylo štěstím, nebo pro NASA smůlou, že se probojoval jen do „semifinále“. Když se jej později ptali, proč chtěl letět na Měsíc, prohlásil: „Žít v dnešní době a nepokusit se o to mi přišlo dost krátkozraké…“ Jistě, byla to vzrušující doba s velkými sny a velkými nadějemi do budoucna, která se bohužel neopakovala.
Sen o kosmickém sídlišti
Chlapec původem z Brooklynu, později slavný fyzik, filozof a futurolog. V dětství se po večerech coural po plážích šedavého písku situovaných k at lant ickému pobřeží a díval se na hvězdy. Jako sedmnáctiletý příslušník US NAVY prošel výcvikem na radarového operátora, což jej pak přimělo ke studiu fyziky. Jak dorůstal, vesmír jej zcela uchvátil, a tak si po studiích na vysoké škole ve Swarthmore v Pensylvánii (Swarthmore College) své fyzikální vzdělání doplnil doktorátem na Cornellově univerzitě. Od roku 1954 přednášel na další slavné škole, na již zmíněné Princetonské univerzitě, kde byl pak roku 1965 jmenován docentem a v 80. letech emeritním profesorem. Jako by si vzal k srdci Ciolkovského tezi, že „lidstvo nezůstane věčně na Zemi…“, byl přesvědčen o potřebě expanze lidstva do vesmíru. Později v Princetonu roku 1977 založil Institut kosmického výzkumu (Space Studies Institute at Princeton). Jeho nejslavnější dílo The High Frontier: Human Colonies in Space z roku 1976 bylo jakousi cestovní mapou, která ukazovala směr, jímž se mohla americká, možná i světová kosmonautika vyvíjet po ukončení programu Apollo. O'Neillova vize kolonizace vesmíru měla v 70. letech minulého století široký ohlas po celém světě a na amerických univerzitách vznikají obdobné projekty. Entuziasmus té doby vedl např. na Stanfordské univerzitě k návrhu tzv. „Stanfordského toru“, obřího sídliště v podobě automobilové duše či volantu o průměru 1,8 km, v jehož prostorách s umělou gravitací cca 1 g by mohlo žít 10 000—140 000 (podle velikosti) obyvatel. O'Neillova vize byla nejlépe popsána ve zmiňované knize The High Frontier. V ní autor vysvětluje, jak již v roce 1990 a následně v roce 2005 budeme schopni postavit ve vesmíru obrovská města v gravitačně stabilním Lagrangeově bodě L5 mezi Zemí a Měsícem, přičemž každé z těchto míst bude domovem několika milionů lidí. Dále tu O'Neill definuje kosmické sídliště, tzv. „Ostrov 3,“ složený ze dvou válců o průměru 8 km a délce 32 km. Jejich protiběžná rotace vyvažuje tzv. gyroskopický efekt a umožňuje vytvářet na vnitřních obvodových stěnách válců přitažlivost rovnou zemské gravitaci, a to při 40 ot/hod. Každý válec měl mít po stranách šest pásů: tři „okna“ a tři obytné pásy. Okna a zrcadla distribuující rovnoměrné osvětlení by se řídily pozemským denním cyklem, a na „noc“ by se tedy zatemňovaly. Na špici tubusu měla být přitažlivost nejmenší, a proto tam studie navrhuje umístit průmyslové obory, například speciální materiálovou výrobu (z dnešního hlediska např. materiálů pro mikroelektroniku či farmacii). Servisní sekce by byly umístěny v ose každého válce. Naopak prstenec jakýchsi kontejnerů o průměru 16 km, obíhající kolem přídě tubusu s anténním systémem, měl sloužit k zemědělské výrobě. Atmosféra, složená podobně jako na Zemi ze 40 % kyslíku a 60 % dusíku by pod tlakem 0,5 atmosféry snižovala vnitřní tlak na stěny válce a zároveň tvořila přirozený radiační filtr. Takové kosmické sídliště o užitné ploše téměř 805 km2 umístněné např. v L5, mělo poskytnout životní prostor několika milionům lidí… O'Neill argumentoval, že vesmír poskytuje dostatek přístupu k surovinám, solární energii, životnímu prostoru a místo, kam umístit špinavý průmysl, aniž by znečišťoval životní prostředí Země. Vysvětlil, jak může být Ostrov 3 dostatečně efektivní v používání materiálů, aby mohl být postaven v prvních letech příštího 21. století. „Sedmdesátá léta už byla blízko k tomu, abychom měli veškerou technologii, kterou bychom potřebovali k vybudování těchto vesmírných habitatů,“ domníval se O'Neill. Většina surovin by pocházela z těžby na Měsíci a na blízkozemních asteroidech a tyto materiály by pak byly přepravovány k montáži v L5 pomocí technologie zvané „mass driver“, jakéhosi vesmírného urychlovače.
Rozdrcené sny
Britský vědecký žurnalista Keith Cooper se nedávno na webu Space .com vrátil k O'Neillovým myšlenkám v úvaze, proč a z jakých důvodů nebyly a zřejmě v dohledné době nebudou realizovány. V dalším textu proto vycházíme (včetně citací) z jeho článku Jak byl sen jednoho vědce o obřích vesmírných městech rozdrcen realitou. „Všechno to zní velkolepě a po desetiletích zklamání a ztracených ambicí ve vesmíru možná až příliš jako přitažené za vlasy,“ píše Cooper. „O'Neill nebyl žádný cvok, ale žil v jiné době: v době, která byla poháněna potenciálem pro cestování do vesmíru po testovacím polygonu, kterým byl program Apollo...“ Kosmická sídliště kolem Země? To vše je na hony vzdálené realitě roku 2025, kdy jen málo lidí dostane šanci žít ve vesmíru, s výjimkou 290 astronautů, kteří dosud strávili nějaký čas na Mezinárodní kosmické stanici, a také hrstky astronautů umístěných na různých jednoduchých vesmírných stanicích, jako je ruský Mir nebo čínský Tchien-kung. Ostrov 3 byl ve své době nejpropracovanějším návrhem lidského vesmírného sídliště a dodnes jeho mnohé premisy platí. Pochopitelně, v dobách plných entuziasmu a snů o stálém pronikání lidstva do kosmického prostoru se našly finanční prostředky i na takovéto studie, byť se jejich realizace předpokládala po roce 2000, tedy v letech, která právě prožíváme. Život ve vesmíru není jen o tom, že se vznášíte v modulu bez okna. Jak bylo zmíněno, rotace pro simulaci působení gravitace by byla důležitým krokem. Studie v centrifugách na Zemi ukazují, že většina lidí se dokáže vyrovnat s rychlostí mezi jednou a třemi otáčkami za minutu, ale cokoli nad čtyři otáčky může narušit naše vnitřní ucho a způsobit nám nevolnost a bezvědomí. Tato rychlost rotace má vliv na rozměry stanovišť, pokud je cílem simulovat zemskou gravitaci. Aby bylo kosmické stanoviště stabilní, musely by být vytvořeny dva protiběžné válce Ostrova propojené od konce ke špici. Určitá forma cyklu den/noc je také nezbytná — biologie pozemského života se kolem takového cyklu vyvíjela po čtyři miliardy let a vyjmutí pozemského života z něj nebude z dlouhodobého hlediska zdravé, takže by bylo potřeba, aby to simulovaly i habitaty.O'Neill si představoval, že každý válec by mohl být rozdělen na šest částí, tři okenní sekce s obydlenými údolími mezi nimi, zakončené polokulovými koncovkami. Díky systému pohyblivých zrcadel umístěných před okny by bylo vidět, že slunce zůstává nehybné, protože svítí okny, i když se válec ve skutečnosti otáčí. Délka denních a sezónních cyklů mohly být regulovány změnou úhlu zrcadel vzhledem ke slunci, ke kterému směřovala dlouhá osa válců. Množství slunečního světla by bylo důležitou součástí vytváření biosféry v biotopech. O'Neill chtěl, aby jeho vesmírné kolonie byly soběstačné, ale vytvoření životaschopné biosféry je potenciálně nejobtížnějším aspektem celého úsilí. „Zdá se tedy, že vesmír může poskytnout ideální podmínky pro vysoce efektivní, zcela recyklované zemědělství, které již nebude vydáno na milost a nemilost počasí nebo klimatu,“ napsal O'Neill v knize The High Frontier. Ovšem zabezpečit potraviny pro miliony lidí vyžaduje více než jen jednoduchou hydroponii, což je pěstování rostlin bez půdy. Nicméně co učinilo tento O'Neillův koncept tak přitažlivým, bylo, že nevyžadoval žádnou magickou technologii, překážkou byla jen spousta náročných technických problémů, které bylo třeba vyřešit. Koneckonců, vybudování takových kolonií není dnes nic fyzicky nemožného. Bohužel však, i když současné technologie by stavbu takových kosmických sídlišť umožňovaly (např. uhlíkové kompozity místo oceli či hliníku, 3D tisk apod.), státy podílející se na mnohem menší Mezinárodní kosmické stanici (ISS) se už i tak dohadují o tom, zda prodloužit její smluvní (nikoliv fyzickou!) existenci do roku 2030. A jak se zdá, mezinárodní situace sdružování dosud účastnických států na podobných velkých projektech vůbec nepřeje.
Kde se O'Neillovy plány zadrhly
Pravdou je, že O'Neill si byl příliš jistý technologiemi a inženýrstvím, které by byly potřeba. Bohužel, druh technologií požadovaných pro něco, jako je Ostrov 3, nebo dokonce pro menší, jednodušší, sférické modely Ostrova 1 či Ostrova 2, jsou i v dnešní době zcela nevyzkoušené. „S odhodláním a s dostatečnými finančními prostředky a zdroji bychom mohli zdokonalit své dovednosti, ale trvalo by to nikoliv krátký čas. Nebylo by to něco, co bychom mohli uspěchat,“ dodává Cooper. Dalším problémem podle něj bylo selhání raketoplánu. Jeho koncepce vycházely z plánu realizace desítek až stovek startů ročně, což by vytvořilo kapacitu pro vybudování infrastruktury ve vesmíru. Ta by umožnila těžbu na Měsíci nebo dopravila miliony lidí na oběžnou dráhu. Místo toho mezi inauguračním letem raketoplánu v roce 1981 a jeho posledním letem v roce 2011 zvládla NASA kosmických letů pouze 135. Také náklady na vybudování 32 km dlouhého vesmírného habitatu byly poněkud vágní, když O'Neill je odhadoval na až 200 mld. USD (ovšem v hodnotě 70. let), což by při započtení inflace činilo v roce 2025 1,1 bil. USD. „A je tu také znepokojivá otázka, kdo bude moci žít v podobném vesmírném ráji, daleko od zhoršujícího se klimatického stavu Země, válek, přírodních katastrof a špinavého životního prostředí,“ rozvíjí své úvahy Cooper. „Bez ohledu na všechny dobré úmysly vizionářů, jako byl O'Neill, historie lidských měst a civilizace jako celku nám říká, že to budou spíše bohatí, kdo si budou moci dovolit cestovat do vesmíru a žít v něm, což ostatně potvrzuje nynější ‚kosmická turistika‘. Samozřejmě že město s miliony obyvatel bude potřebovat řemeslníky, učitele, policii, administrativní pracovníky, inženýry a tak dále — všechny lidi, které člověk na Zemi potřebuje k fungování — a tito lidé nemusí být bohatí sami o sobě, ale i tak je pravděpodobnější, že takoví pracovníci budou pocházet z bohatších zemí. Pokud ano, pak by opět vesmírné biotopy jednoduše rozšířily propast mezi bohatšími a chudšími národy,“ domnívá se britský novinář.
O'Neillovy myšlenky nezapadly
Peníze nejsou, politický zájem rovněž ne, ale do kosmu se čím dál více dere soukromý sektor. Pravda, zatím se uvažuje o mnohem skromnějších soukromých (komerčních) orbitálních stanicích. Ale fantazii se meze nekladou, i když nemusí jít vždy o sci-fi, kde takových kosmických sídlišť či základen „poletuje“ mnoho. Existují pochopitelně i skutečné, nadčasové studie. Například v rámci studentských prací o kolonizaci vesmíru, v poslední době opět (před Trumpovými „úsporami“) dotovaných také NASA, navrhl před lety studentský indický tým z Nového Dillí v rámci soutěže NASA Ames Student Space kosmické sídliště na bázi Ostrova 3, pojmenované po americké astronautce indického původu Kalpaně Chawlaové, která zahynula při havárii raketoplánu Columbia. „Kalpana One“ by měla mít centrální válec o délce 325 m a šířce 250 m obtočený služebními úseky a prstenci tepelných regulátorů, tzv. radiátorů, takže připomíná mohutný disk. Vesmírné sídliště Kalpana One s pozemským komfortem pro cca 3 000 obyvatel by mělo létat na poměrně nízké oběžné dráze kolem Země, nikoli např. na libračním bodě L5. Bohužel, idea krásná, ale opět jen „na papíře“. Proslýchá se také něco o plánech americké společnosti Axiom Space, známé dnes spíše jako dopravce „komerčních astronautů“ na Mezinárodní stanici. Ta, pravda, počítá nejprve s bloky stanice přifařené k ISS a později, před jejím plánovaným zánikem, s osamostatněním. Ve finále by snad mělo jít o stanici Voyager, která bude mít více než 11 600 m2 obytné plochy a bude se skládat z celkem 24 modulů, odhadovaná hmotnost dosahuje téměř 2 418 t. Podle představ Axiom Space má být projekt Voyager Station skutečným luxusním letoviskem ve vesmíru. Vesmírná stanice bude rozdělena na již zmíněné moduly, z nichž každý bude mít průměr cca 12 m a délku 20 m. Celá základna by ubytovala celkem 316 až 440 lidí, z toho 112 by bylo součástí posádky a ostatní hosté, kteří se, pochopitelně za vysokou cenu, zúčastní kosmického výletu. Stanice Voyager, jejíž design je svěřen slavnému konstruktérovi Philippu Starckovi, má mít kruhový design: mechanické varhany velmi podobné panoramatickému kolu. Vnější architektura luxusního resortu se bude skládat ze dvou soustředných prstenců. Vnitřní prstenec bude místem přistání pro cestující, protože se z hlediska své centrální polohy jedná o nejstabilnější prostor stanice. Cestující budou pak prostřednictvím speciálních koridorů přepraveni železničním dopravním systémem do vnějšího okruhu, který obsahuje obytné moduly, vědecko-výzkumné moduly a obchodní a zábavní moduly. K dispozici budou i moduly tělocvičen a společenské moduly, včetně barů a restaurací, moduly obytné (obsahující soukromé nemovitosti) a moduly určené pro komerční aktivity (jako jsou obchody, kina atd.). Tato základna snů se má otáčet kolem své vlastní osy, zároveň pak kolem oběžné dráhy Země, ve výšce 300 až 1 000 km. Průměr habitatu by měl mít kolem 200 m, tedy větší než u ISS. Na palubě stanice je plánován umělý systém řízení gravitace, který bude napodobovat zemskou gravitaci. Pravda, takový luxus si mohou dopřát jen ti s plným měšcem, i když se uvažovaná cena (v roce 2020) 250 000 USD se být zdá srovnatelná s výletem na suborbitální dráhu kosmoplánu Virgin Galactic. Kromě pobytu by měla cena „vstupenky“ zahrnovat také kurz „příprava na cestu“ v délce trvání tří měsíců, aby byl každý host připraven zážitek prožít uvolněným, bezpečným a naplněným způsobem. Dopravu na vesmírnou stanici má garantovat SpaceX vlastněná Elonem Muskem. Ten se ale, jak se zdá, zabývá jiným způsobem osidlování vesmíru — hodlá vybudovat lidská sídliště na planetě Mars. Pravda, plány Axiomu jsou i na dnešní dobu velmi odvážné, zejména když má firma, řekněme, jisté finanční potíže, nicméně moduly pro „apendix“ ISS se už stavějí a se startem prvního se počítá v letech 2026—2027. Ale to jsme stále u reality, nikoliv u stavby Voyageru v podobě, jak jsme ho popisovali. To přeci jen bude jiná káva. Pokud by se něco podobného skutečně realizovalo, byl by to první krok ke splnění snů astronauta-kandidáta jménem Gerald O'Neill. Jeho příběh ale neskončil jeho smrtí (leukemie). Jeho život a kariéra byly zachyceny v oceňovaném dokumentárním filmu Plnohodnotná biografie a v roce 1997 se O'Neill opět stal předmětem titulků, téměř pět let po své smrti. Byl jedním z 24 „cestujících“ na „Letu zakladatelů“ společnosti Celestis Memorial Spaceflights. Podle webových stránek Celestis: „21. dubna... Celestis uskutečnil první soukromý pamětní let do vesmíru na světě. Tři stupně rakety Pegasus XL vynesly zpopelněné ostatky 24 účastníků mise Celestis na nízkou oběžnou dráhu Země.“ Konečně tak O'Neill, který během svého života dlouho snil o osídlení vesmíru a téměř se stal astronautem NASA, dosáhl své „The High Frontier“.
Keith Cooper: Douška
Koncept vesmírných habitatů ze 70. let je demonstrací vize, kterou jsme kdysi měli v naší technologii a v nás samých. Vize, která nás v uplynulých letech jako by opustila. Z hlediska 70. let 20. století mělo být 21. století dobou naděje, bohatství a technologických zázraků. Přesto se dnes, ve skutečném 21. století válek uprostřed rostoucího autoritářství a sektářství a ekologické katastrofy, musíme ptát: Zklamali jsme budoucnost, nebo budoucnost zklamala nás?
/Stanislav Kužel/
