Mars a ještě několikrát Mars

Říjnové oznámení amerického Úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA) pravděpodobně zklamalo ty stoupence vesmírného výzkumu, kteří by na Marsu rádi viděli lidskou posádku. V programu NASA na příští desetiletí totiž není ani zmínka o tom, že by se přistání lidí na Marsu připravovalo. Velkolepý program se tedy odkládá na neurčito.

Představitelé současného základního výzkumu, zejména ti, kteří jej financují, nesnášejí malloryovské „Zdolejme Everest už proto, že tam je“. Každý krok musí být zdůvodněn kolumbovsky: „Může nám to něco přinést – zdroje, pohodlnější živobytí, nebo dokonce nová teritoria.“ V této souvislosti stojí za připomínku projekty skupiny McKaye (NASA Ames) o možnosti „terraformingu“. Na Mars by prý mohl být dopraven „těžší skleníkový plyn“, který by atmosféru i povrch Marsu ohřál na vyšší teplotu, než tam je dnes, a to se všemi důsledky, včetně obyvatelnosti planety. Projekt ambiciózní, neskromný a americky technokraticky namyšlený.

Mars opuštěným kolbištěm kosmonautiky

Donedávna se v USA hovořilo (zejména v prezidentských prohlášeních) o společných rusko-amerických projektech, dnes se jako partneři amerického kosmického marsovského programu objevují například Francouzi a Italové. O spolupráci s Ruskem není ani zmínka, nejspíš proto, že konkurence Ruska zatím nehrozí. Ruský kosmický výzkum je v troskách, a protože s ruskými dodávkami pro mezinárodní kosmickou stanici také nebylo vše v pořádku (roční zpoždění jsou přecejen málo tolerovatelná), ve výzkumu planet se s Ruskem nepočítá. Američané tedy mohou na „spolupráci“ zapomenout, už není třeba nahlížet konkurenci do kuchyně. Ostatně hlavní představitelé ruského výzkumu planet odešli. Někteří působí jako atašé ve vyspělých zemích Západu, jiní se stali profesory na amerických univerzitách nebo se oženili s vnučkami amerických prezidentů. Jsou rozeseti (možná záměrně) po světě. Boj o nová teritoria se tedy odkládá mimo jiné proto, že neexistuje vážná konkurence.

Přitom ještě nedávno se zdálo, že Mars bude kolbištěm kosmonautiky. Po úspěšných misích amerických (Mariner, Viking) i sovětských (Mars) v šedesátých a sedmdesátých letech následovala ve výzkumu dvacetiletá přestávka. Planeta Mars (nejen proto, že je rudá) byla sice středem zájmu sovětské kosmonautiky i koncem osmdesátých let, realita však byla neúprosná. Mise k Marsovu měsíčku Fobos úspěch nepřinesly. Plány na expedici k Marsu v r. 1992 byly odloženy nejprve na rok 1994, poté na rok 1996, ale když byl k Marsu vypuštěn komplex zařízení (marsovský satelit, přistávací modul a dva penetrátory), nosná raketa ztroskotala (viz Vesmír 76, 50, 1997/1). Tím ruský marsovský program skončil. Neúspěch sice zaznamenal i americký Mars Observer, jenže Američané jeho vypuštění zopakovali pod jménem Mars Global Surveyor a úspěšně ho uvedli na oběžnou dráhu kolem Marsu. Posléze přidali (rovněž úspěšný) Mars Pathfinder. Ruské plány se redukovaly na expedici „Mars Together“ (společný rusko-americký program spíše politického než badatelského obsahu).

Mars – stejně jako okolní vesmír – bude i nadále zkoumán poměrně malými nenákladnými expedicemi. Takové řešení je reflexí přístupu amerických demokratů ke kosmickému výzkumu (tedy pokornějšího, méně okázalého poznávání) a jde ve šlépějích jakéhosi stigmatu NASA – obavy z neúspěchu. Právě tato obava a z ní vyplývající zajištění ochrany lidské posádky tvoří v rozpočtu každé expedice velmi významnou položku. Za prostředky, které by musely být věnovány na bezpečnost kosmonautů, lze uskutečnit velké množství malých, odborně zaměřených expedic bez posádky. To hraje v badatelské komunitě významnou roli. Pro badatele je „teleprezentace“, automatická stanice a „umělá inteligence“ v současné době přijatelnější přístup než velká expedice s lidskou posádkou.

Jestliže je kosmické těleso poměrně levné, a navíc bez lidí, lze jeho neúspěch poměrně jednoduše omluvit a překousnout. Stačí připomenout, že taková „maličkost“, jako byla záměna metrických a anglických jednotek při řízení jedné marsovské expedice, je trochu neuvěřitelným, ale přesto skutečným omylem. Byl však „přehlédnut“, protože ztráta činila jen dvě stě milionů dolarů.

Budu-li dnes chtít dělat chytrého, napíši, že se vývoj k malým výzkumným tělesům dal očekávat, a vzpomenu na úkoly, které jsme dostávali v devadesátých letech. Psali jsme katastrofické scénáře, „co špatného by se mohlo stát robotu, který bude pracovat na povrchu Marsu“ (zaprášené okno detektoru, nepřekonatelná přírodní překážka). Dělalo se to proto, aby byly na počítačích vytvářeny programy umělé inteligence, které by tyto katastrofické situace řešily.

Proč právě Mars?

Důvodů je mnoho, začněme však popořádku. Už dlouho je středem zájmu skupina SNC (podle meteoritů Shergotty, Nakhla a Chassigny), zahrnující meteority zvláštních vlastností. Jsou tvořeny vyvřelými horninami odněkud z vesmíru, které jsou nezvykle „mladé“. Krystalizovaly teprve před 4 (nebo 1,3) miliardami let, zatímco ostatní meteority krystalizovaly či byly „slepeny“ před 4,5 miliardy let. Od ostatních meteoritů se SNC liší i jinými vlastnostmi. Obsahují oxidované železo, krystalizovaly pravděpodobně v prostředí, v němž byla přítomna voda, mají jiné obsahy stopových prvků, a dokonce i jiné poměry izotopů, například kyslíku, než meteority ostatní (a než horniny pozemské). Protože je zřejmé, že chladly pomalu, musely být součástí nějakého většího vyvřelého komplexu. Pocházejí patrně z větší planety (na malé planetce by vychladly rychleji). Obsahy všech hlavních prvků v těchto meteoritech, ale zejména obsahy vzácných plynů (např. argonu) jsou podobné těm, které r. 1976 změřila sonda Viking na povrchu Měsíce. To jsou tedy důvody, proč se domníváme, že meteority SNC (v žargonu se jim říká „snajky“) pocházejí z Marsu.

Na základě studia meteoritů SNC, snímků Marineru i Voyageru a analýz Vikingu vznikla představa o tělese slabě diferencovaném s převážně bazaltickým (čedičovým) povrchem. Vývoj tohoto tělesa už měl být dávno skončen až na výjimky ve vulkanických „riftových oblastech“, v nichž měly čediče vznikat.

Když jsem se r. 1996 vracel z Berlína, kde se konalo 250. výroční zasedání meteoritové společnosti, listoval jsem knihou abstraktů a přemítal o tom, co vlastně bych označil za překvapivou zprávu. Sám jsem si sice početl, nicméně jsem mezi dobrými čtyřmi stovkami příspěvků nenašel nic, co by mohlo zajímat veřejnost. Dva týdny po této konferenci však přišla z houstonského střediska zpráva o objevu pozůstatků života v meteoritech SNC. Na berlínské konferenci byla i skupinka vědců z Houstonu, chovali se úplně „normálně“, a protože většinu z nich znám osobně, připadala mi zpráva téměř nevěrohodná. Přišla totiž v okamžiku, kdy jsem myslel, že mne v tomto oboru v tomto čase nemůže nic překvapit. Japonské přísloví o tom, že katastrofy udeří v okamžiku, kdy jsme jim odvykli, se vyplnilo. Objev pozůstatků živých organizmů, pravděpodobně pozůstatků kolonií řas, znovu připomněl, jak málo víme o životě i jeho původu a jak nedokonalé byly a dosud jsou naše způsoby poznávání okolního světa. Mohlo by se zdát, že myšlenka o zbytcích života na Marsu přišla snad až okatě účelově, provázena ideou dalšího financování výzkumu meteoritů.

Stáří a původ meteoritu ALH 84001

Historie meteoritu, který obsahuje záznam marsovského života (ALH 84001) je, na základě určení stáří „marsovských událostí“ radioaktivními izotopy (viz Vesmír 75, 545, 1996/10), následující: Vyvřelá hornina krystalizovala někdy záhy po vytvoření planety, asi před 4 miliardami let. O 400–500 milionů let později, tedy před 3,6 miliardy let, vznikly v trhlinkách této horniny uhličitany, které by mohly být výsledkem aktivity živých organizmů. V době před 16 miliony let byl kus horniny vyražen, zřejmě srážkou s jiným kosmickým tělesem z povrchu Marsu, a teprve před 13 tisíci let spadl do ledu Antarktidy, kde byl před 12 lety nalezen.

Žádný z těchto důkazů by neobstál sám o sobě, avšak dohromady činí představu života na Marsu možnou. Podle současných představ meteorit pochází z Marsu, byl infiltrován vodou a ta vytvořila uhličitanové nerosty, globule, v nichž byly objeveny mikroskopické útvary, tvarem připomínající žijící i fosilní pozemské bakterie. Tyto útvary obsahují mikroskopická minerální zrna (magnetit uspořádaný do řetízků), která obvykle vytvářejí živé organizmy – bakterie). Meteorit navíc obsahuje organické sloučeniny, polycyklické aromatické uhlovodíky, jež nejsou produktem kontaminace v podmínkách Země, ale představují produkty rozpadu organických látek.

Přirozeně se záhy objevila kritika tohoto sdělení a mnohá upozornění na možnost mezer nejen v pozorování, ale i v interpretaci získaných výsledků. Objevem „pozůstatků“ života v horninách jiné planety (Marsu) přestává být život na Zemi něčím výjimečným. Donedávna jsme za něco výjimečného pokládali i planetární systém kolem Slunce, tedy sluneční soustavu. Před deseti lety byly pozorovány diskovité útvary v okolí Beta Pictoris, a později se (po letech marného pátrání po jiných slunečních soustavách) objevilo několik planetárních soustav v okolí hvězd či pulzarů (viz např. Vesmír 77, 135, 1998/3). Jestliže tedy i jiná slunce (hvězdy) mají své planetární diskovité soustavy, které mají své „Země“ či „Jupitery“, a ty zas mají své „Měsíce“, pak předpoklady pro vznik života zřejmě existovaly i jinde než na Zemi či Marsu. Možná i na mnoha jiných místech ve vesmíru.

V této situaci nabité pochybnostmi se r. 1998 uskutečnila jedna z prvních misí Discovery. Na rozdíl od Voyageru neměl Mars Pathfinder zařízení ke zkoumání života (Voyager žádné takové stopy nenašel), a to proto, že v době rané přípravy této expedice byla většina badatelské veřejnosti přesvědčena, že život na Marsu neexistuje.

Kromě komplikovaného přistávání (prostřednictvím „balonového poskakování“), stereokamer, sofistikovaného šestikolového vozítka zvaného Sojourner a slunečních panelů charakterizuje tuto misi experiment APXS (alfa-protonová rentgenová fluorescence). Ten umožnil detegovat v těchto podmínkách většinu chemických prvků – bylo možné analyzovat horninové typy a půdy vyskytující se v okolí přistávacího modulu (viz rámeček).

V důsledku analýz Marsova povrchu budeme muset naše představy o této planetě (a pravděpodobně i o jiných planetách) velice rychle přetvořit. V podmínkách pozemských bychom mluvili o recyklaci materiálu a geochemickém vývoji kůry. V analogii s vývojem pevných hornin je pravděpodobné, že došlo i k výraznější diferenciaci plynného (a tekutého) obalu planety. Nemůže být pochyb o tom, že současná marsovská atmosféra je sekundární, či dokonce terciární.

• Mise Pathfinder byla spíše misí technickou, zkouškou vozítka, zkouškou mechanických vlastností hornin, zkouškou celého konceptu malých misí.
• Jiným způsobem výzkumu byla mise Mars Global Surveyor, při které bylo zařízení umístěno na satelitu obíhajícím kolem planety po polární dráze.
• Z Mars Orbiteru pocházejí pozorování (Vesmír 79, 217, 2000/4), která jasně prokazují existenci kdysi rozsáhlého oceánu na severní polokouli Marsu (viz družicové snímky Franka G. Lemoina, Vesmír 79, 217, 2000/4). Objekt mimořádné důležitosti činí z Marsu i nedávno objevená údolíčka s možnými vývěry tekuté vody.

Naše více než zdravé sebevědomí, opájející se vlastní výjimečností (životem a planetární soustavou samou), je takovými poznatky trochu otřeseno.

V hlubokých částech zemské kůry, na puklinách hornin v hloubkách několika kilometrů, byly objeveny živé organizmy, celá jejich společenstva. Byly zjištěny i v extrémních podmínkách horkých pramenů oceánského dna (viz Vesmír 79, 253, 2000/5 a Vesmír 79, 323, 2000/6 a Vesmír 79, 327, 2000/6). V nadsázce lze připodobnit současnost k ptolemaiovsko-koperníkovskému zvratu v myšlení. Tentokrát v představě nekonečného množství planetárních soustav a pohledů na život, na existenci metabolických systémů v extrémních podmínkách. Dopad takových zjištění zatím jen tušíme. V pohledu vesmírném nás to posouvá jinam – nekonečně mnohokrát vzrostla pravděpodobnost života mimo planetu Zemi i mimo sluneční soustavu.

Proto jsou (trochu zjednodušeně) pro další marsovská přistání v oblastech výrazně červeně zbarvených vybírána místa, která jsou podobná například vývěrům horkých pramenů v Yellowstonském parku. Jde o to, že by taková území mohla představovat místa hydrotermální aktivity, kde by mohly být objeveny termofilní organizmy.

Výběr přistávacích míst se však neřídí pouze motivy vědeckými. Účast na několika málo „brainstormingových sezeních“, která se týkala výzkumu Marsu, mě přesvědčila o tom, že důležitým atributem je schopnost prodat finančníkům i veřejnosti vlastní projekt přispívající k prestiži osobnosti, byť postavený na vratkých základech. Salesmanship a reklama, tak jako při prodeji automobilu, hrají velmi důležitou roli.

Svého času David McKay a jeho žena Faye McKay napsali knihu o výzkumu a zdrojích vesmíru, ve které způsob výzkumu vesmíru označili dvěma krajními polohami. Tu prvou polohu nazvali bushovskou. Charakterizuje ji dominance člověka, cesta za zdroji (něco jako kolumbovský důvod výzkumu). Druhá cesta, kterou označili za havlovskou, spočívá ve skromných krocích pokorného poznávání.

Z nedávno zveřejněných cílů výzkumu Marsu je zřejmé, že se „terraforming“ odkládá. Dokumentuje to pozorování, že základní „filozofie“ výzkumu vesmíru v době Clintonovy a Goreovy administrativy doznala, byť s ohromným zpožděním, výrazných změn. Nedemonstrovala sice „raketovou převahu“, ale ukázala náskok v aplikacích malých „high-tech“. Je však velmi pravděpodobné, že nová Bushova administrativa povede k větší aroganci ve výzkumu kosmu a že bude potřeba „putinovskému Rusku posílenému sebevědomím“ demonstrovat americkou superioritu. Nelze vyloučit, že ti, kteří očekávají člověka na Marsu, se toho dočkají.