Cesta na Mount Sharp

Americký robot Curiosity (Zvědavost) přistál na Marsu 6. srpna ráno a všem v řídicím středisku spadl kámen ze srdce. Unikátní manévr, při němž přistávací plošina vybavená brzdícími motory spustila sondu na povrch planety na lanech, proběhl poprvé v historii, přesto však přesně podle očekávání. Výzkumná mise, která dosud stála téměř dvě a půl miliardy dolarů, mohla začít.

Zhruba o měsíc později se nicméně začalo mluvit o poměrně vážném problému, o němž se v NASA ví už téměř rok: za jistých, byť nepravděpodobných okolností by sonda mohla kontaminovat Mars pozemskými mikroorganismy. Na Marsu sice vládne extrémně nehostinné prostředí, mimo jiné kvůli kosmickému záření dopadajícímu na povrch planety, přesto by tu pozemští mikrobi teoreticky mohli přežít. Proto se kosmická agentura řídí velmi přísnými pravidly: sterilizuje dokonce i palivo pro raketové motory.

Jenže krátce před startem se technici rozhodli provést drobné konstrukční změny ve vrtné soupravě Curiosity, která bude odebírat vzorky pro rozbor v palubní laboratoři (dovede odvrtat horninu do hloubky až 2,5 cm). Původní plány počítaly s tím, že trojice vrtáků bude uložena v neprodyšném pouzdře, před jehož uzavřením vše projde sterilizací. Pouzdro se pak otevře až na Marsu, kde si vrtná souprava první z vrtáků nasadí. Jenže technici chtěli snížit riziko možných problémů (co kdyby se při přistávacím manévru mechanismus poškodil?), sterilní box otevřeli už na Zemi a vrták nasadili na vrtnou soupravu již tady.

Úpravy sice proběhly v superčistém prostředí, nebyla ale provedena nová sterilizace a vrtáky navíc od té doby už nebyly v uzavřeném pouzdru, které předtím bránilo kontaminaci. Kromě toho technici – dost možná záměrně, protože do startu zbývalo jen málo času – o úpravách neučinili příslušný záznam. Vlastně učinili, ale až po startu, kdy už se nedalo nic měnit.

Způsobilo to v NASA hodně zlé krve: Catharine Conleyová, která má na starosti „planetární ochranu“, tedy opatření chránící jiná kosmická tělesa před možným biologickým znečištěním ze Země, techniky nepřímo obvinila, že záznam neučinili záměrně. Věděli totiž, že hrozí odložení startu o dva roky.

Touto liknavostí NASA ovšem nedodržela pouze standardy a postupy, které si sama uložila (mezinárodní dohody stanovují obecné závazky týkající se ochrany planet, konkrétní technologie a předpisy však nespecifikují). Naproti tomu třeba sovětské sondy mířící před desítkami let k Marsu žádnou biologickou očistou neprošly. Přesto je celá záležitost dost nepříjemná. Jak po vypuknutí aféry informoval list Los Angeles Times, shodou okolností právě letos objevil mikrobiolog Andrew Schuerger z Floridské univerzity, který současně pracuje i pro NASA, bakterii, jež by dokázala přežít na povrchu Marsu v atmosférickém tlaku pouhých sedm milibarů, přičemž tlak na Zemi je u hladiny moře 1013 milibarů (hektopascalů). Evropská kosmická agentura ESA pak nedávno provedla pokus na palubě Mezinárodní kosmické stanice, kdy dlouhodobě vystavila lišejníky a další organismy působení volného kosmu (vakua, radiace, změn teplot…). Dokonce ani toto drsné prostředí lišejníky nezahubilo, po návratu na Zemi pokračovaly v normálním růstu.

Navzdory veškeré očistě a sterilizaci se předpokládá, že na Curiosity tak jako tak zůstalo kolem 250 tisíc mikroorganismů. Lepší čistotu prostě nejsme schopni dnešními technologiemi zajistit. Přesto NASA po přistání přehodnotila pravidla mise: pokud by sonda náhodou našla vodu, či spíše led, nebude jej moci pomocí vrtné soupravy odebrat a zkoumat. Právě ve vodním prostředí by totiž bakterie přežily nejspíše.

Nehledáme život

Nález vody v kráteru Gale, kde sonda přistála, je však nepravděpodobný, navíc by se led patrně vyskytoval hlouběji pod povrchem, kam vrtná souprava beztak nepronikne. Mise tedy bude nejspíš pokračovat podle původního plánu. Čím je vlastně tak výjimečná? Kromě převratného způsobu přistání patří k největším přednostem Curiosity kombinace dvou technologií: mobility a jaderného zdroje energie.

Mobilita je v meziplanetárním průzkumu využívána v posledních letech čím dál více. Sondy Viking na Marsu v sedmdesátých letech pořídily desítky tisíc snímků svého okolí: v různých fázích dne, v různých ročních obdobích… Ale pořád šlo o jeden a týž pohled. Přitom vědci dodnes vedou spory o to, zda se tehdy kolem sondy neobjevily stopy života: některé objekty v okolí měnily nevysvětlitelným způsobem barvu. Šlo o hru světel a stínů, o nějaký zvláštní chemický jev, který na Zemi neznáme, nebo právě o projev biologické aktivity? Ač jsou první dvě vysvětlení pravděpodobnější, třetí prostě vyloučit nemůžeme. Co by tehdy vědci dali za to, kdyby se Viking mohl pohnout alespoň o malý kousek a některá místa ve svém okolí zmapovat z jiného úhlu.

Sondu Curiosity, vozidlo o velikosti malého osobního auta, pohání radioizotopový termoelektrický generátor (Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG). Využívá tedy energii samovolného radioaktivního rozpadu, nejde o jaderný reaktor. V RTG na palubě Curiosity se zvolna rozpadá necelých pět kilogramů radioaktivního plutonia, čímž vzniká teplo, které je následně přeměňováno na elektřinu. Svým způsobem lze RTG považovat za baterii. Oproti klasickým slunečním bateriím jde ale o stabilní zdroj nezávislý na střídání dne a noci, ročních období, zaprášení přístroje nebo jeho poloze. Nedostatek energie ze slunečních baterií se ostatně stal osudným robotovi Spirit, který na Marsu uvízl v nešťastné poloze; když pak přišla místní zima, neměl dostatek energie na ohřívání svých palubních systémů a v březnu 2010 prostě „umrzl“.

Sonda má kromě toho nejkomplexnější vědecké vybavení, jaké kdy lidé poslali na jinou planetu. Předchozí veleúspěšná vozítka Spirit a Opportunity dokázala přepsat naše znalosti o Marsu s pouhými pěti kilogramy vědeckých přístrojů: objevila stopy vody, která kdysi tekla po povrchu a vytvářela na něm jezírka, nalezla nečekané minerály, například olivín, a přinesla nové informace o klimatické minulosti planety. Curiosity má na palubě 65 kg toho nejdokonalejšího vědeckého vybavení. Navíc je velkou výhodou možnost „několikastupňového průzkumu“: předběžný průzkum hornin na větší vzdálenost umožňují spektrometry a „laserové dělo“ (výstřel z něj odpaří obláček hornin, jehož složení pak spektrometry analyzují). Najde-li se něco zajímavého, může sonda přijet blíž a prostudovat to dalšími přístroji na konci 2,1 m dlouhého robotického manipulátoru, kde se mimo jiné nachází i vrtná souprava. A ty nejzajímavější vzorky poputují k detailní analýze přímo do palubní laboratoře.

Po čem vlastně sonda na Marsu pátrá? „Nehledáme život. A nemáme schopnost jej najít, ani kdyby tu byl,“ řekl listu The Guardian John Grotzinger, vedoucí vědeckého týmu kolem sondy. Zdánlivě překvapivý přístup je dán tím, že pokud byl nebo je na Marsu život, pak rozhodně ne všude. NASA se proto snaží nejprve podrobně stanovit klimatickou i geologickou podobu historie a současnosti planety – a až následně vytipuje nejpříhodnější místa, na která se hodlá zaměřit. Ušetří tak peníze za drahé sondy. I tak ale bude průzkum planety v příštích letech skromnější, než se původně plánovalo (viz rámeček Jednou a dost).

Do nitra kráteru

Během prvních týdnů pobytu na Marsu urazila Curiosity několik desítek (dnes již stovek) metrů. Jezdit s téměř tunu vážícím robotem se učili jak „řidiči“ v pozemním středisku, tak i automatické systémy přímo na palubě sondy. Probíhaly také různé testy a kalibrace přístrojů. Nyní robot míří k nedaleké lokalitě pojmenované Glenelg, kde se setkávají tři geologicky odlišné oblasti. Právě zde bude sonda zřejmě nejlépe moci zkoumat čerstvě objevené konglomeráty písku a štěrku, které kdysi dávno vznikly zřejmě díky proudící vodě.

Snad počátkem příštího roku se Curiosity vydá dále do nitra kráteru Gale: dlouhodobým cílem mise je zdolání hory Mount Sharp ve středu kráteru, která se zvedá šest kilometrů nad jeho dno (je pracovně nazvaná podle amerického geologa Roberta Sharpa). Cestou na vrchol má robot zkoumat jednotlivé vrstvy; předpokládá se, že vyvýšenina je geologickou kronikou Marsu. Její původ není úplně jasný, nejspíš jde o erozí vytvarované zbytky sedimentů ze dna dávno zaniklého jezera. Jiné teorie ale uvádějí (a některá data to potvrzují), že hora může být přinejmenším částečně sopečného původu. I tato nejednotnost mimochodem podtrhuje význam průzkumu přímo na místě.

Ač je vrchol od místa přistání vzdálený vzdušnou čarou jen asi pět kilometrů, sonda bude muset dle dosavadních propočtů ujet dvojnásobek, aby jej dosáhla. Mohla by k němu dorazit už v první polovině roku 2013. Pokud se ale cestou vyskytnou zajímavé lokality (nebo technické problémy), pak později. Mise Curiosity je časově velmi flexibilní, plánována byla nejméně na dva roky, avšak třeba zdroj energie – radioizotopový generátor – má životnost čtrnáctiletou.

Zkrátka a dobře: těžko říci, kam lidská zvědavost tu martovskou Zvědavost (Curiosity) nakonec zavede. Přesto si lze vsadit, že díky novým poznatkům budeme přepisovat „marťanskou kroniku“: NASA symbolicky pojmenovala místo přistání sondy na počest autora stejnojmenné knihy – nazvala jej Bradbury Landing.

Autor je publicista, specializuje se na kosmonautiku.

Jednou a dost

Unikátní technologie tzv. nebeského jeřábu (Sky Crane), pomocí níž sonda Curiosity přistála (byla spuštěna na lanech z plošiny zbrzděné raketovými motory), se měla stát základem nového způsobu průzkumu. Zhruba každé čtyři roky plánovala NASA poslat k Marsu komplexní laboratoř, aby pátrala po stopách minulého či současného života nebo shromáždila vzorky hornin, jež by následně některá z dalších misí dopravila do pozemních laboratoří k analýze. Každá z těchto sond by už stála podstatně méně než Curiosity. Ambiciózní program je však v troskách: kvůli škrtům se NASA musela vzdát nejen plánů na další velké mobilní roboty na Marsu, ale třeba i na společný průzkumný program s Evropou (mimo jiné měly na Marsu v letech 2016–2018 přistát tři společné sondy včetně dvou menších vozidel). Jistou útěchou může být, že letos v srpnu americká kosmická agentura alespoň oznámila zahájení prací na sondě InSight, která se má na Mars vydat v roce 2016 (Sky Crane ovšem nevyužije). Pomocí elektromechanického vrtáku (okamžitě překřtěnému na „krtek“) má sonda proniknout do hloubky pěti až deseti metrů pod povrch.