Na Marsu je brutální radiace a všudypřítomné toxické látky. Neletěl bych tam, říká vědec zkoumající sopky rudé planety

Otevíráte jeden z 31 nejčtenějších článků letošního roku k 31. narozeninám HN. Využijte výhodné předplatné se slevou 31 procent. 

Snímky rudé planety, které v posledních týdnech z Marsu posílá průzkumné vozítko NASA Perseverance, berou dech. Vyvolávají dojem, že druhou nejmenší planetu sluneční soustavy má lidstvo na dosah. Například vizionář Elon Musk už koncem minulého roku prohlásil, že je přesvědčený o tom, že se svou společností SpaceX dostane lidi na Mars do roku 2026. Podle vesmírného vulkanologa Petra Brože, specializujícího se na výzkum sopek na Marsu, ale i v celé sluneční soustavě, však cesta na Mars i pobyt na něm obnáší spoustu komplikací, které ještě neumíme vyřešit. Na Marsu je velká radiace a toxické chloristany. Navíc – nikdy to nebude cesta kratší než na dva roky. Případná budoucí kolonie na Marsu by podle Brože mohla nalézt úkryt v některém z lávových tunelů, jež by na planetě měly být. „Takové tunely mohou být desítky a stovky kilometrů dlouhé. Bylo by možné je uzavřít a natlakovat atmosférou. Šlo by v nich žít,“ zamýšlí se v rozhovoru pro HN vědec z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

HN: Kdybyste si měl vsadit, jestli se v tomhle desetiletí dostane člověk na Mars, jak byste sázel?

Já už jsem si dokonce vsadil. Když Elon Musk oznámil, že člověk přistane na Marsu do roku 2026 s jeho experimentální raketou, vsadil jsem se na Twitteru o několik krabic vína. Sazím na to, že to nedokáže. Několik lidí sázku přijalo a já už mám v diáři poznamenáno, komu všemu si mám na silvestra roku 2026 napsat o výhru.

HN: Ale věříte tomu, že se na Mars lidé dostanou?

Věřím, že už dnes po Zemi pobíhá někdo, kdo na Mars poletí. Termínu do roku 2026 ale nevěřím, protože to je opravdu za chvíli, a to i přesto, že Elon Musk dělá obrovské technologické pokroky. Zatím ale veřejně pracuje jen na nosné raketě, k ní však také potřebuje část pro lidi, kde je podpora života a spousta dalších technologií. Sice už víme, jak na ně, spousta z nich ale ještě není vyrobená a vyzkoušená. Muskův plán je dost ambiciózní. Pokud by ale řekl, že se tam dostane za 15 let, už bych se proti tomu nesázel. Pravděpodobně bych sázku prohrál.

HN: Pokud byste měl možnost, letěl byste na Mars?

Rozhodně ne. Vždy je to cesta na dva roky. Ta doba se nedá moc zkrátit. Můžeme sice zkrátit dobu letu ze šesti na tři měsíce, když raketa poletí opravdu rychle, ale nejsme schopní zkrátit dobu čekaní, až se Mars ve svém cyklu dostane do takové pozice, aby bylo možné se vrátit. A to je přibližně jednou za dva roky. Takže musíte být připravený na to, že na dva roky necháte na Zemi všechno, co znáte, a pokud máte děti, dva roky je neuvidíte.

HN: Mohou být lidé na Marsu alespoň ve spojení s lidmi na Zemi?

Jen velmi omezeně. Není to to samé, jako kdyby člověk jel na půl roku na expedici na Antarktidu. Tam může kdykoliv zavolat satelitním telefonem rodině domů a může ji vidět na obrazovce. Při cestě na Mars si ale po část letu posádka nepopovídá s nikým na Zemi, protože mezi nimi bude Slunce. Další problém je časová prodleva. To, co řeknete, bude k Zemi cestovat desítky minut. V takových podmínkách se žádný rozhovor nedá reálně vést. Teď jsme sice všichni zavření doma a tak trochu ty podmínky simulujeme, stále ale platí, že si můžeme normálně popovídat, ať již po telefonu nebo videokonferenčně. A například i s lidmi na Měsíci lze ještě docela reálně komunikovat, tam je prodleva pár sekund. Ale při cestě na Mars, to ne.

HN: Ve svých popularizačních přednáškách upozorňujete i na radiaci, které bude posádka cestující na Mars vystavena. Bude dostávat velké dávky?

Reálně si tou cestou sníží šanci na dožití se vysokého věku. Vesmír je pro život dost nehostinné místo a meziplanetární prostor bičuje kosmická radiace, která má tendenci výrazně poškozovat naši DNA. Lidé cestující na Mars si tedy zvýší šanci na rakovinné bujení.

A vysoké radiaci bude posádka vystavena i na povrchu Marsu, protože ten nemá magnetické pole, které by ho, na rozdíl od Země, od vesmírné radiace chránilo. 

HN: Před radiací se ale přece posádka může nějak chránit…

Zatím neexistuje technologie, která by vytvořila dostatečně silné magnetické pole, které by posádku chránilo. Vymýšlí se ale způsoby, jak posádku chránit pasivně, ať již nějaké hodně sofistikované materiály nebo třeba obestavění kosmické lodě obrovskými nádržemi s vodou či jinou látkou. To dokáže zmírnit dávku radiace. Při dlouhodobém pobytu na Marsu by pak bylo řešením skrýt základnu pod povrch. Technologii na to ale zatím nemáme. Představte si, jak byste na Mars dostávali bagr, aby vyhrabal díru pro základnu.

HN: Kdo teď sleduje fotky, které z Marsu posílá vozítko NASA Perseverance, může nabývat dojmu, že už tuhle rudou planetu máme na dosah. Podle vás to tak ale zdaleka není…

Samozřejmě není. Je něco jiného na Mars poslat přístroj a poslat tam člověka. Rozdíl je už jen v tom, že přístroj se nemusí vrátit. Člověka navíc potřebujete zásobovat kyslíkem, vodou a potravinami. Když se podíváte, kolik toho spotřebujete za pouhý týden doma, představte si, kolik zásob by pak s sebou potřebovala pěti- až sedmičlenná posádka na dva roky. To je ohromné množství a lidstvo v současné době ani nemá žádnou technologii, která by na Mars dopravila cokoliv těžšího, než je přibližně jedna tuna. Vozítko NASA Perseverance je to nejtěžší, co jsme tam nyní schopní dopravit.

HN: Je problém hlavně v málo husté atmosféře Marsu, ve které není snadné těžkou sondu ubrzdit?

Ano, nejsme schopní pro ni udělat větší padák a ani větší tepelný štít. Ale přesně tohle se snaží obejít Elon Musk se svým týmem, jenž pracuje na raketě, která brzdí vlastními motory. Dalším problémem také bude fyzická kondice samotných astronautů a astronautek. I když se vrací z Mezinárodní vesmírné stanice, vždy je vynáší na nosítkách. Není to proto, že by to byly primadony, ale při pobytu ve vesmíru bez gravitace jim atrofují svaly. A teď si vezměte, co s jejich svaly udělá šest měsíců cesty vesmírem na Mars. Po takové cestě nemohou vylézt z lodi a začít budovat základnu. Ideální by bylo mít loď s rotujícími kajutami, ale opět, to nemáme postavené ani otestované.

HN: Má podle vás cesta na Mars i nějaký hlubší význam, třeba v budování kolonie, nebo jde hlavně o to se tam dostat?

Na to mám dva pohledy. Má vědecká část říká, že je lepší na Mars posílat roboty nebo lidi poslat jen na jeho oběžnou dráhu, odkud by mohli ovládat roboty na povrchu. Mám ale v sobě i snílka, z jehož pohledu je samozřejmě mnohem víc, když se tam člověk dostane. Nám vědcům a vědkyním je jinak jedno, jestli tam jezdí vozítko, nebo chodí geolog s kladívkem, i když člověk toho samozřejmě udělá víc než stroj a je flexibilnější.

HN: Při svých přednáškách zmiňujete i to, že povrch Marsu máme zmapovaný mnohem lépe než povrch Země. Jak je to možné?

Přibližně 70 procent povrchu Země je pokryto oceány a my zdaleka neznáme vzhled oceánského dna. Mars ale oceány nemá, takže na jeho povrchu můžeme vidět úplně všechno. Z jeho povrchu známe asi 99,9 procenta díky satelitním snímkům.

HN: Fotografie, které posílá vozítko NASA Perseverance, jsou úžasné. Přinesla tato mise už i nějaká zajímavá vědecká data?

Ze samotných fotografií toho samozřejmě moc nezjistíme. Jsou to cenné, ale neúplné informace. Doplní je až všechna další zařízení, která s sebou sonda má. Jakmile je spustí, začne se na nás valit spousta dat, včetně chemického složení kamenů a detailních pohledů na jejich strukturu a texturu. Vozítko totiž veze řadu přístrojů, které tohle umožní zjistit. Například má na palubě laser, kterým je schopné do vzdálenosti sedmi metrů střílet do kamenů, a tím odpařit kousek jejich povrchu. Ze vzniklého oblaku se pak dozvíme, které prvky kámen tvoří. První test má laser úspěšně za sebou a zjistil, že první cíl je kámen tvořený bazaltem. Dále má na rameni dvojici spektrometrů pro ještě detailnější pohled – ty totiž budou schopné říct i poměr jednotlivých prvků. Na jejich otestování si ale zatím musíme počkat.

Velké čtení

Je třeba být odvážný a umět si hrát. Vozítko na Mars dovezlo šifru v padáku nebo výkresy dinosaura a DNA

8. 3. 2021 ▪ 7 min. čtení

HN: Specializujete se na vulkány, a to nejen na Marsu, ale v celé sluneční soustavě. Může mise Mars 2020 s vozítkem NASA Perseverance přinést i nějaké zajímavé informace pro vás jako vulkanologa?

Jen nepřímo. Já se konkrétně snažím doložit na Marsu existenci různých druhů malých sopek, které jsou na Zemi hodně četné. Říká se jim sypané kužele. Představují 90 procent sopek na souších Země. Doložit se je snažím tak, že se dívám na satelitní fotografie Marsu, a když na nich vidím nějaké kopečky, zjišťuji, zda jde o tyto sopky. NASA Perseverance přistálo v místě, kde potenciálně nějaké sopečné horniny jsou. A až za dva roky opustí vozítko kráter Jezero, pojede na hodně starou jednotku, která byla v úbočí sopky aktivní asi před čtyřmi miliardami let. Pokud se tam najdou horniny sopečného původu, budou pro mě zajímavé, protože nám ukážou, kdy byl Mars sopečně aktivní a jaké množství tepla tam v tu dobu bylo. A pokud se ty vzorky někdy podaří dostat i zpět na Zemi, budeme je moci v laboratořích také přesně datovat.

HN: Jak je na tom Mars se svou sopečnou činností dnes?

Mars byl vulkanicky aktivní téměř po celou dobu své historie. Dnes ale nemá aktivní sopky. Na začátku, podobně jako jiná tělesa ve sluneční soustavě, byl ale mnohem aktivnější, protože stejně jako jiné planety – ale i měsíce – v sobě měl více tepla. Jak ale planety stárnou, teplo ztrácí. Víme, že dnes se na povrchu Marsu nikde nenachází žádné teplotní anomálie ani se nikde nevylévá láva a nikde nejsou v atmosféře žádné větší koncentrace plynů, které by svědčily o tom, že tam relativně nedávno, což v geologii znamená pár stovek tisíc nebo milionů let, docházelo k sopečné činnosti.

Nemůžeme ale říci, že Mars nebude sopečně aktivní zítra nebo za sto milionů let. K tomu nemáme dostatečné množství dat. V určitých oblastech Marsu jsou lávové proudy, o kterých si myslíme, že jsou staré jen několik milionů let.

HN: Má Mars žhavé a tekuté jádro jako Země?

Je jisté, že má žhavé jádro, jestli je ale tekuté, už jisté není. V případě Země je malé pevné jádro, kolem kterého je kapalné vnější jádro. A jak se malé jádro vůči kapalnému otáčí, vznikají indukované elektrické proudy, které dělají indukované magnetické proudy a vzniká z toho magnetické pole Země, jež nás chrání před radiací z vesmíru a ze Slunce. Mars magnetické pole nemá, ale to ještě neznamená, že nemá kapalnou část jádra. Může být jen velice malá na to, aby indukované proudy vytvářela.

HN: A je nějaká šance, že se nám v nejbližších letech podaří o jádru Marsu něco víc zjistit?

Právě teď máme na povrchu Marsu sondu InSight, která se na základě marsotřesení snaží odhalit vnitřní stavbu planety. Zatím ale ještě nenaměřila dostatek silných otřesů k tomu, aby prozkoumala celou planetu, respektive taková data ještě nebyla publikovaná.

Tak kam zamíříme dnes večer s ředícím vláknem? Nabízím, mou oblíbenou planetu, jejíž výzkum mne (zatím stále...) živí? Že jo? Tak svištíme na #Mars, u kterého si povíme, co nás/vás čeká, až tam jednou poletíme...#redim pic.twitter.com/DPAK6rAszh

— Dr. Petr Brož (@Chmee2) October 31, 2020

HN: Nezkoumáte vulkány jen na Marsu, ale v celé sluneční soustavě, tedy u terestrických neboli kamenných planet, kde se mohou nacházet. Co víme o sopkách na Merkuru a Venuši?

U Venuše stále vedeme odborné spory, zda tam jsou, nebo ne. U ní je problém v husté atmosféře. Nevidíme přes ni moc přesně povrch planety. Musíme k tomu použít radar. Tohle u Venuše zjišťovala v 90. letech 20. století sonda Magellan. Snímky nejsou moc detailní, a navíc jsou jen z jedné doby, kdy tam zrovna nemusela být žádná sopka aktivní. Aktivní sopky na Marsu nebo na Zemi lze zjišťovat i chemickým složením atmosféry. Když na Zemi bouchne sopka, často do atmosféry vyhodí obrovské množství sopečného prachu a popela. Současně ale také vodní páru, oxid uhličitý a hlavně oxid siřičitý. A právě oxid siřičitý lze dobře sledovat z oběžné dráhy za pomoci satelitů. V případě Venuše je ale problém v tom, že její atmosféra je tvořena hlavně oxidem uhličitým s velkou příměsí oxidu siřičitého, takže tam touto metodou aktivní sopky zjistit nelze.

HN: Je ještě jiná možnost, jak sopečnou aktivitu na Venuši zjistit?

Lze použít termální snímkování povrchu. V atmosféře Venuše je pár takových okének, kterými se lze v infračervené části spektra podívat na povrch planety. Pomocí těchto okének měříme teplotní anomálie Venuše v místech, kde se nachází buď velice mladé praskliny, nebo kužele, o kterých si myslíme, že jsou to sopky. Problém ale je, že tyto teplotní anomálie jsou jen teplotní rozdíly dvou tří stupňů. Teplota atmosféry na povrchu Venuše je ale 460 stupňů Celsia. Může tam docházet jen k nějakému proudění atmosféry vlivem větru, který jen lokálně oteplí nebo ochladí povrch. Jednoznačný důkaz nám tedy chybí.

HN: A je pro vulkanology v něčem zajímavý Merkur?

Ten je velice zajímavý v tom, že jde o planetu, která se scvrkává. Jak chladne, smršťuje se. Na celém povrchu Merkuru jsou takové speciální prasklinky, které se na sebe nasouvají a ukazují, jak se Merkur zmenšuje. Zdá se, že od té doby, co Merkur vznikl, se zmenšil o šest nebo sedm kilometrů. A to je docela dost. Merkur je v tom naprosto fascinující a specifický.

HN: Nyní děláte základní výzkum, může ale mít do budoucna vaše zkoumání sopek na Marsu i nějaké praktické využití?

Dnes už víme, že spousta nerostného bohatství je vázána na sopečnou činnost. Takže pokud někdy skutečně budeme na Marsu a budeme tam chtít najít nějaký vzácný prvek, který budeme potřebovat, můžeme díky tomu vědět, kde hledat.

HN: Jako možnou ochranu před velkou radiací na Marsu zmiňujete možnost zakopat případnou základnu pod povrch, což je ale technologicky dost náročné, nebo využít nějaký lávový tunel. Víme o existenci lávových tunelů na Marsu?

Ano. Jsou tam popsané série propadlin. A mimochodem, jsou popsané i na Měsíci. A tyto propadliny nám říkají, že v podzemí bude nějaká protažená struktura. Dokud do ní ale nevlezeme, stoprocentní jistotu nemáme. Takové tunely mohou být desítky a stovky kilometrů dlouhé. Tunely by bylo možné uzavřít a natlakovat je atmosférou. Šlo by v nich žít, aniž by bylo nutné složitě budovat nějakou základnu na povrchu. Samozřejmě ale nemá význam takovou expedici do lávového tunelu podnikat hned po prvním přistání. Je to dost komplikované a nebezpečné. Budou tam hodně ostré kameny, které by mohly proříznout skafandr, a navíc tam bude těžké spojení se Zemí. Vezměte si, jak těžké je pokrýt signálem jen tunely pražského metra. Jednodušší bude nechat posádku rok na povrchu vystavenou radiaci, i za cenu vyššího rizika rakovinového bujení.

HN: Mars je nehostinný nejen kvůli vysoké radiaci, ale i kvůli všudypřítomným toxickým chloristanům. Těm se tedy také nelze úplně vyhnout?

Přesně tak. Jsou tam úplně všude. Pravděpodobně budou roznášené prachovými bouřemi, které jsou na Marsu docela četné. Na Marsu bude pro člověka nebezpečný ale i samotný prach. Bude totiž extrémně jemnozrnný, oproti Zemi ale nebude tak opracovaný. Bude mít velmi ostré hrany, což bude problém i pro plíce astronautů a astronautek. Těch neznámých a komplikací při cestě na rudou planetu a pobytu na jejím povrchu je spousta. Všechny mě vedou k přesvědčení, že se tam v tomhle desetiletí nedostaneme. Bohužel.

Panoramatický snímek pořízený vozítkem NASA Perseverance 22. února 2021 kamerami Mastcam-Z.