Program Návrat vzorků z Marsu, anglicky Mars Sample Return (MSR), byl vždy považován za svatý grál robotických misí na Mars. Lze konstatovat, že tento společný projekt NASA a Evropské kosmické agentury ESA, připravovaný pět desetiletí, zůstal — taktně řečeno — na půli cesty. Nyní se zdá, že bude pozastaven úplně.
Robotické vozítko Perseverance od roku 2021 úspěšně nabralo v okolí kráteru zvaného Jezero na 30 vzorků marsovského regolitu. Paradoxem je, že nikdo neví, včetně vedení NASA, jak tyto vzorky dopravit na Zemi, byť se na principu této, pravda komplikované mise pracovalo léta. Lidé kolem prezidenta Trumpa si ovšem myslí, že je mohou za pár let posbírat astronauti, které tam dopraví Muskova Starship… Pravda, kolem závěrečné fáze projektu, tedy dopravy již nasbíraných vzorků marsovské půdy, se pro jeho nákladnost tancovalo déle než poslední dva roky, kdy NASA hledala jiný než plánovaný způsob, jak dostat vzácné vzorky z Marsu na Zemi. Po kritice stavu projektu v senátu v létě 2023 i vedení agentury v dubnu loňského roku totiž konstatovalo, že opakovaná zpoždění a překročení nákladů učinily původní plán „nepraktickým“. „Sečteno a podtrženo, 11 miliard USD je příliš vysoká cena a šance vrátit vzorky až kolem roku 2040 je nepřijatelně dlouhá doba,“ řekl tehdejší šéf NASA Bill Nelson během besedy s novináři. Citoval pak důvody, jako byla rozpočtová omezení a na druhé straně snaha nekanibalizovat jiné vědecké projekty s vysokou prioritou, jako je mise dronu Dragonfly k Saturnovu obrovskému měsíci Titan. Ta by se asi, pokud by se prosadil podle týmu JPL tzv. jediný realistický způsob, jak zahájit misi MSR do roku 2030, neuskutečnila. Uvedená cena je horní hranicí odhadu vypočítaného nezávislou revizní komisí, která svá zjištění zveřejnila v září 2023. Tým z NASA tyto zářijové výsledky analyzoval a zjistil, že agentura nebude schopna dostat vzorky nasbírané robotem Perseverance zpět na Zemi plánovanou architekturou dříve než v roce 2040. To by už ale po rudé planetě měly znít kroky astronautů, ne-li kolonistů… Rána z milosti však přišla až s návrhem rozpočtu Bílého domu pro NASA na příští rok 2026, kde je MSR označen za „hrubě překračující rozpočet“ s doplněným konstatováním, „jeho cílů by bylo možné dosáhnout lidskými misemi na Mars“. Tak nějak jsou v pozadí cítit plány jistého Elona Muska, který by rád přistával na Marsu ještě před rokem 2030.
Retrospektiva
Doprava vzorků z Marsu byla v hledáčku NASA od poloviny 70. let, kdy se zkoumaly možné úpravy přistávacího modulu úspěšných sond Viking tak, aby zvládly relativně jednoduchý návrat se vzorky. Na přelomu století začala o podobném projektu uvažovat ESA. Její prvotní časový plán programu Aurora z roku 2001 předpokládal sérii misí se startem Mars Sample Return 2016 (společně s NASA), jako komplexu sond k dopravě vzorků marsovské půdy na Zemi. NASA původně plánovala vlastní misi téhož jména, ale přehodnocení priorit kosmického výzkumu v USA a následné přesuny finančních prostředků do pilotovaných letů vedly ke změně plánů. V doporučení komise pro výzkum Marsu z roku 2005 se objevuje pro MSR jako první možné datum 2022/2024. Po odstoupení NASA z projektu bylo zřejmé, že ESA, která již v tomto směru vyvíjela značné aktivity, bude muset v projektu přebrat vedoucí roli (a tím i v jeho financování). A tak byla v roce 2012 mise zrušena. Nicméně v dubnu 2018 agentury ESA a NASA podepsaly záměr, který měl poskytnout základ pro obnovení projektu na odebrání vzorků a jejich dopravu na Zemi. Po přistání roveru Perseverance v rámci mise Mars 2020 a otestování potřebných technologií vrtulníkem Ingenuity bylo rozhodnuto o startu návratové mise v roce 2027. V roce 2028 pak mělo dojít k přistání dopravníku na Marsu s tím, že by vzorky byly dopraveny na Zemi kolem roku 2030.
Složitá architektura
Původní koncepce složité mise má pět kosmických robotických segmentů. Prvním článkem celého záměru se stala už citovaná mise Perseverance z roku 2020, která s náběrem vzorků uspěla na výtečnou. Vědci se domnívají, že tyto „sběratelské předměty“ mohou v záhadném, prašném světě skrývat stopy minulého života. Pak ale celý program tak říkajíc usnul na půli cesty. V další části se počítalo s tím, že by NASA poslala ke geologicky velmi zajímavému kráteru Jezero (v oblasti patrně kdysi byla vodní plocha), kde se pohybovala Perseverance, přistávací modul SRL. SRL by s sebou přivezl malou raketu MAV (Mars Ascent Vehicle) na tuhé palivo a dvě malé záchranné helikoptéry odvozené od průkopnického vrtulníčku Ingenuity (72 startů), který přistál zároveň s Perseverance. Myšlenka byla taková, že Perseverance dopraví své vzorky k přistávacímu modulu a poté je naloží do MAV. Vyprošťovací vrtulníky by případně mohly provést i část sběru vzdálených vzorků, pokud by Perseverance nebyla v době jeho příletu v dobré kondici. Robotické rameno by pak naložilo tuby se vzorky do rakety a MAV by je dopravil na oběžnou dráhu Marsu. Tam už by čekala kosmická sonda ERO (Earth Return Orbiter), vyvíjená ESA, kontejner zachytila a v návratovém modulu dopravila na Zemi. MSR tedy není čistě americkým projektem, podílí se na něm také ESA a ta doposud ještě ani nerozhodla o konečné podobě SRL a způsobu jeho dopravy na povrch Marsu. Nebylo tak možné dokončit ani návrh evropského robotického manipulátoru STA. A celkově chybělo také definitivní rozhodnutí o způsobu návratu sondy na Zemi. A to má samozřejmě vliv na návrh designu návratového orbiteru ERO. Přitom se zdá, že právě evropská část projektu se dostala do nejpokročilejšího stadia, neboť už loni v červenci prošla klíčovým milníkem tzv. kritického zhodnocení návrhu platformy sondy (tzv. platform critical design review). Schválení designu a technických detailů je pak jen formálním krokem k integrační fázi. Výroba a testování dílů pro sondu tedy mohly začít. Úkol sondy ERO by byl klíčový — totiž dopravit vzorky od Marsu na Zemi. Ale ještě před tím musí kontejner se vzorky na oběžné dráze Marsu najít. Konstrukce ERO bez zaváhání prokázala, že je schopna zachytit pouzdro velikosti basketbalového míče vypuštěné z povrchu Marsu a naplněné vzorky nasbíranými americkým vozítkem Perseverance. Lokalizace kontejneru, manévrování na přesnou dráhu pro setkání a následně i jeho zachycení patří mezi hlavní výzvy evropských konstruktérů. Uvědomme si, že toto vše by mělo proběhnout daleko od Země, kdy bude sondu a pozemní středisko dělit širý meziplanetární prostor. Mimochodem, ERO by měla být největší meziplanetární sondou, jaká kdy byla postavena. Jen fotovoltaické panely mají mít ve finále okolo 40 000 fotovoltaických článků, celkovou plochu 144 m2 a rozpětí 40 m. Na jejím vývoji se mají podílet Itálie, Francie, Německo, Británie, Španělsko, Švýcarsko, Norsko, Dánsko, Belgie, dokonce i Rumunsko a Nizozemí. Celkovou odpovědnost za misi ERO pak nese společnost Airbus Defence and Space. ESA je podle generálního ředitele Josefa Aschbachera rozhodnuta v projektu ERO (zatím) pokračovat a přizpůsobit se novým podmínkám. Tj. — přešlapovat v současné situaci na místě a doufat, že projekt MSR v nějaké okleštěné podobě projde.
Proč plány vzaly za své
Nejen pro vědeckou obec, ale i pro laika je až nepochopitelné, že by škrtem pera, byť prezidentského, bylo možné pozastavit, či dokonce ukončit do takové míry rozpracovaný projekt, zejména když robotické mise NASA na Mars byly velmi úspěšné a když se v rudém prachu této planety válí na 30 unikátních vzorků marsovského regolitu. Bohužel, jak šel čas, náklady na projekt rostly. Odhad z července 2020 uváděl náklady ve výši 2,5 až 3 miliardy USD. Pravda, něco má na svědomí inflace, ale suma 11 miliard přeci jen vyráží mnoha vlivným dech. Podle profesora texaské A&M University Johna Connollyho, 36letého veterána NASA, který řídil návrhy pilotovaných misí na Měsíc a Mars, se MSR stalo během desetiletí mnohem složitějším, než byly původní koncepty. Ty neřešily nejnovější požadavky na planetární ochranu ani potřebu pečlivě vybraných vzorků. „Růst požadavků na MSR přirozeně zvyšoval složitost a náklady při každé iteraci konceptu mise. Nakonec jsme tak dospěli k jejímu současnému návrhu s více starty, více kosmickými sondami a převozem více vzorků,“ konstatoval Connolly. Program MSR se v posledních letech dostal i pod politický tlak ze strany senátu kvůli stále se rozšiřujícím odhadům nákladů, zahrnujícím sice inflaci, ale i problémy v dodavatelském řetězci a nárůst žádostí o financování konkrétních složek programu. To zvýšilo pochybnosti o odpovědném pokračování programu. Proto se NASA od loňského roku snažila celkovou architekturu MSR a její rozpočet přehodnotit a projekt zachránit. V rámci programu Rapid Mission Design Studies for Mars Sample Return („Rychlé studie návrhů misí pro návrat vzorků z Marsu“) mohly i soukromé firmy a další instituce předložit své návrhy na provedení studií návrhů a prvků jednotlivých misí, které by umožnily dopravit vzorky získané vozítkem Perseverance z povrchu Marsu na Zemi jednodušeji a hlavně levněji a dříve, než se to povede Číňanům. V září 2024 NASA přijala 11 studí ze středisek NASA a průmyslových firem věnovaných návrhům na co možná nejlepší dopravu marsovských vzorků na Zemi. Tým pro strategický přezkum MSR byl pověřen posouzením studií a následným doporučením primární architektury kampaně, včetně souvisejících odhadů nákladů a harmonogramu. „Vozítka NASA odolávají drsnému prostředí Marsu, aby získala průlomový vědecký vzorek,“ uvedla tehdy Nicky Foxová, přidružená administrátorka z ředitelství vědeckých misí, a dodala: „Chceme tyto vzorky co nejrychleji přivézt zpět, abychom je mohli studovat v nejmodernějších zařízeních. Návrat vzorků z Marsu umožní vědcům pochopit geologickou historii planety a vývoj klimatu na této neúrodné planetě, kde mohl v minulosti existovat život, což přinese informace o raném období Sluneční soustavy před vznikem života zde na Zemi. Tyto poznatky nás také připraví na bezpečné vyslání prvních lidských průzkumníků na Mars.“ Ještě letos v lednu představila na tiskové telekonferenci NASA nový přístup k programu. Kosmická agentura hodlala dočasně pracovat souběžně s dvojicí možných koncepcí přistání na Marsu. Šlo o dva různé způsoby přistání nákladové plošiny. První možnost využívá prvků konstrukce přistávacího systému, konkrétně metodu sky-crane, která byla předvedena při misích Curiosity a Perseverance. Druhá varianta měla využít nových komerčních možností k dopravě užitečného nákladu ve velkém přistávacím modulu na povrch Marsu. V obou případech měla přistávací platforma disponovat zmenšenou verzí rakety MAV. To však byla labutí píseň komplikovaného vědeckého projektu.
Světla v mlze
„Naše chápání Marsu se dostalo do bodu, kdy otázky, které si klademe, mohou být nejlépe zodpovězeny s vrácenými vzorky,“ řekl pro Space.Com Bruce Jakosky, vedoucí vědecký pracovník a emeritní profesor v Laboratoři pro atmosférickou a kosmickou fyziku na University of Colorado Boulder. Zabýval se výzkumem Marsu téměř 50 let a byl šéfem mise MAVEN, která zkoumala horní atmosféru Marsu. „Rozhodnutí buď nedopravit, nebo dopravu vzorků odložit na neurčitou dobu až s lidskými misemi by znamenalo udělat velký krok zpět ve zkoumání Sluneční soustavy a vesmíru a v pokračování v rozvoji našeho vědeckého chápání světa kolem nás,“ řekl Jakosky. „Doprava vzorků z Marsu umožní ‚snížení rizika‘ pro lidské mise,“ pokračoval. „To by nám umožnilo určit riziko pro lidské zdraví z marsovského prachu a z chemikálií, které by mohly být přítomny v prachu a mohly by být škodlivé, jako jsou toxické chloristany, které byly dříve na Marsu identifikovány.“ Jakosky také zdůraznil, že doprava vzorků z Marsu by pomohla vyřešit i případné technické problémy před vysláním astronautů. „Demonstrovalo by to první zpáteční cestu k Marsu,“ řekl, „a umožnilo by nám to vyřešit důležité problémy v planetární ochraně, abychom nevystavili Zemi riziku možných marsovských mikrobů.“ Navíc upozorňuje, že pokud NASA odloží návrat kapslí se vzorky, tak pečlivě shromážděných roverem Perseverance, mohou být v USA ztraceny kritické inženýrské a technologické znalosti o tom, jak přistát na Marsu, protože dojde k propouštění (viz snižování stavu v JPL!). „Pouze dvě země prokázaly schopnost navigovat v řídké atmosféře Marsu, úspěšně přistát a provádět významné vědecké poznatky: USA a Čína,“ upozorňuje Jakosky. „Opuštěním MSR uvolní USA prostor Číně, která oznámila plány pro návrat vzorků z Marsu se startem na rok 2028, a tudíž na vrácení vzorků do roku 2031.“ Stejného smýšlení je rovněž John Rummel, bývalý a zakládající předseda panelu pro planetární ochranu COSPAR. Předtím pracoval v ústředí NASA jako vedoucí vědecký pracovník vesmírné agentury pro astrobiologii a jako důstojník planetární ochrany NASA. „Je toho hodně, co bychom chtěli vědět o prostředí na Marsu — například o prachu — předtím, než se v něm lidé vykoupou. Návrat vzorků z Marsu je jedním ze způsobů, jak získat tyto informace a zároveň dokázat, že můžeme provést bezpečnou okružní cestu. Udělat něco podobného s posádkou ve smyčce by mohlo zajistit rychlejší postup k bezpečnému pobytu na Marsu — ale bezpečnost musí být rozhodujícím faktorem jak pro posádku, tak pro její případný návrat na Zemi,“ uzavřel Rummel. Jsou však i jiné pohledy na věc. „Sen o Marsu je zpět,“ prohlašuje na příklad Robert Zubrin, zakladatel Mars Society. Na zrušení MSR se dívá jinak a svou vizi budoucnosti spojuje se stále připravovaným meziplanetárním systémem SpaceX Starship Elona Muska. Zubrinovy představy zahrnují počáteční použití spousty robotických průzkumníků na Marsu, poté robotickou expedici a následnou lidskou expedici na Mars. „Myslím, že je to možné, ale vyžadovalo by to totální soustředění NASA, SpaceX, Muska a Trumpovy administrativy,“ řekl Zubrin. Ovšem Trumpův rozpočet pro NASA v současné podobě směřuje ke zničení prvních dvou fází takového plánu tím, že se pokouší zlikvidovat program MSR. „Musí se změnit kurz,“ radí Zubrin. „Pokud se tak stane, vlna robotických skautů v roce 2028 a robotická expedice v roce 2031 následovaná lidskou misí v roce 2033 by stále mohla být uskutečněna.“
Hezká vize…
Rozhodně by analýza vzorků z Marsu v pozemských laboratořích přinesla revoluci do našeho chápání této planety a potenciálně bychom mohli získat odpověď i na otázku, zda na povrchu Marsu někdy v historii existoval život. Získané informace by také mohly pomoci připravit první lidské průzkumníky rudé planety. /Stanislav Kužel/
