Září ve vědě

Lidé na Marsu o další generaci později

Prezident Bill Clinton chce soustředit kosmonautiku své země na výstavbu mezinárodní družicové stanice a na meziplanetární sondy. O návrhu předchozího amerického prezidenta Georga Bushe z r. 1989 vyslat na Mars lidi do konce dvacátých let příštího století se neuvažuje. Podle odhadu NASA by si tento projekt vyžádal 400 miliard dolarů a trval by 30 let. Objevovaly se nápady, jak pořídit tuto expedici laciněji, např. tím, že by se palivo pro cestu zpátky na Zem vyrobilo až na Marsu.

Mars by tedy měl být zkoumán automaty, které by zevrubně mapovaly jeho povrch, vysadily tu vozítko k detailnímu průzkumu půdy a k odběru vzorků i k jejich odeslání do pozemských laboratoří. Clinton v srpnu prohlásil: Chceme se angažovat ve smělém plánu výzkumu Marsu pomocí robotů. Výzkum by se měl soustředit na klimatické poměry, složení povrchu a odhalení možných zdrojů surovin a na biologickou problematiku možné existence života.

V Projektu získání vzorků z Marsu soupeři dvě koncepce vypracovávané v pasadenské Jet Propulsion Laboratory a v houstonském Johnsonově kosmickém středisku.

Kalifornští vědci se zaměřili na variantu odbodnou přistání Američanů na Měsíci. Na oběžnou dráhu kolem Marsu by byla navedena mateřská kosmická loď, která by k planetě vypustila přistávací člun. Ten ty sesbíral vzorky hornin, odstartoval, spojil se s mateřskou lodí, která by se opět vrátila k Zemi, a to r. 2006. Zvažuje se možnost zpracovat přistávací modul jako pohyblivé vozítko ke sběru vzorků. Nutnost, aby stanice nesla dostatek paliva nejen na cestu k Marsu, ale i z Marsu k Zemi, vyžaduje ovšem vyslat nesmírně těžký náklad. A tak se v mnohé musí šetřit – např. nemožnost dlouho vytápět přistávací modul vede k požadavku, aby zůstal na povrchu Marsu pouhé čtyři dny. Což není dostatečná doba k tomu, aby vozítko našlo vhodný typ terénu skutečně významného pro biology pátrající po dávném životě, jak nám ho patrně odhalil meteorit z Marsu. A to nejnepříjemnější – projekt by umožnil přivézt na Zemi nejvýše třetinu kilogramu hornin.

Specialisté z Johnsonova centra volí trochu jinou taktiku přistání na Marsu, kdy se nemusí ohřívat palivo v přistávacím modulu. Jejich startovací hmotnost celé stanice by mohla být o 38 % lehčí (každý kilogram stanice při startu ze Země přijde na 150 000 dolarů). Výsadkový člun by mohl setrvat na povrchu delší dobu a z Marsu by mohlo odstartovat několik kilogramů vzorků.

Finanční podpora americké kosmonautiky není ovšem stále zcela jasná. Nesmíme zapomínat, že prezident Clinton zkrátil rozpočet na badatelský výzkum vesmíru pro r. 1997 z 2 miliard na 1,8 miliardy a tak tomu má být i v dalších pěti letech. Na program získání vzorků hornin z Marsu však už bylo vynaloženo 500 milionů dolarů.

A co před nástupem robotů?

V nejbližších letech se počítá s projektem Global Surveyor, který by měl doletět k Marsu v září 1997 a zkoumat po celý rok jeho atmosféru a povrch.

Tak dlouho odkládaná ruská stanice Mars 96 by měla po 11 měsíců kroužit kolem Marsu a vyslat k němu dvě sondy, které by analyzovaly horniny v místě přistání.

Americká sonda Mars Pathfinder by měla vstoupit do Marsovy atmosféry v létě 1997, fotografovat ve 13 barvách povrch a měkce přistát s malým vozítkem.

Mars Surveyor 98 by se měl skládat z družicové a přistávací části. Ta by dosedla na jižní polární čepičku a zkoumala ji.

Japonská planeta B má zkoumat Marsovu atmosféru a její interakci se slunečním větrem.

První termojaderný reaktor v Japonsku?

Tento přehled se občas zmiňuje o japonské snaze stát se vedoucím centrem světové vědy. V době, kdy Západ projekty velké vědy omezuje, se dlaň japonského státu otevírá. Zatímco např. USA loni snížily finanční prostředky na program zvládnutí řízené termojaderné syntézy o třetinu, Japonsko nabízí na výstavbu prvního termojaderného reaktoru přes 5 miliard dolarů! Ovšem za podmínky, že bude zbudován – v Japonsku.

Připomeňme, že Evropská unie, Japonsko, Rusko a USA chtějí dále pokročit ve vytvoření termojaderných elektráren – výstavbou nového termojaderného reaktoru ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), ve kterém by se měla udržet termojaderná reakce slučování izotopů vodíku – deuteria a tritia – po 10 až 15 minut. Dosud se uvažovalo o tom, že by se společné zařízení stavělo buď v Cadarache na jihu Francie, nebo v Greifswaldu v severním Německu. Finance na projekt, který by měl stát 7,7 miliardy dolarů, se však obtížně shánějí a tak japonská nabídka, že by v případě výstavby na jeho území přispělo 70 % předpokládané sumy, tedy 5,4 miliardy dolarů, přímo šokuje. Německo a Francie nemohou při svých finančních problémech konkurovat, Rusko je nyní zcela mimo hru a USA vzhledem k výraznému snížení dotací na fúzi rovněž.

Takže Karl Lackner, ředitel Planckova Ústavu pro fyziku plazmatu v Garchingu, konstatuje: „Jestliže se bude ITER budovat, bude to v Japonsku.“ Evropa se prý však naděje nevzdává. Zástupce ředitele projektu JET (Joint European Torus) v anglickém Culhamu si myslí, že kdyby Japonsko nemohlo nabídku dodržet, začnou Německo či Francie opět usilovat, aby se fúzní reaktor budoval v jejich zemích.

Složitost hrátek s geny

Populární výklad molekulární biologie u nás může vyvolávat zjednodušující představu: jeden poškozený gen se rovná propuknutí jedné lidské dědičné nemoci. Souvislosti i závislosti světa genů a lidských chorob jsou však nesmírně složité. Přesvědčuje o tom badatelské úsilí vědců z britského Ústavu pro výzkum rakoviny v Suttonu. Minulý měsíc zveřejnili informaci, že našli gen BRCA2, který při svém zmutování vyvolává rakovinu prsu. Letos v září publikovali další zprávu, že stejný gen nebo jeho přímý soused hraje značnou roli při vzniku lymfatické chronické leukemie.

Daniel Catovsky vyšetřil 35 pacientů s touto formou leukemie. U 80 % z nich nalezl, že jim chybí část chromozomu 13, na kterém leží gen BRCA2. Hodnotí to jako nevýznamnější objev studia této nemoci v posledních 15 uplynulých letech.

Takže zjištění, že tato nejčastěji se vyskytující leukemie u starší generace může být vyvolávána ztrátou maličké části chromozomu 13, se splétá s úsilím zjistit příčinu vzniku rakoviny prsu.

Bruce Ponder z Cambridžské univerzity nicméně o nových zjištěních soudí, že vymizení části chromozomu 13 může být spojeno s výskytem rakoviny prsu nikoli v souvislosti s poškozením genu BRCA2, ale sousedního genu, který se rovněž podílí na vzniku lymfatické chronické leukemie.

Takže rozmotávat tu spleť závislosti řady genů vyvolávajících jednu určitou chorobu, jakož i jednoho genu coby původce více nemocí, nebude v budoucnu lehké.

„Zatykač“ na Ötziho

Sympatický dávný Evropan Ötzi dává o sobě na těchto stránkách vědět dost často. Jeho výzkum ještě nějakou dobu potrvá, ale naše seznámení s tímto mužem je už dosti zevrubné.

V německém měsíčníku Bild der Wissenschaft se objevil popis této lidské bytosti s hlavními charakteristikami. Shrnuje to, o čem jsme už psali.

Oficiální jméno: mumie z mladšího neolitu z ledovce Hauslabjoch, v provincii, kde leží město Bolzano

Přezdívky: Ötzi, Ledový muž, Zmrzlý Fritz

Stáří: 5 196 – 5 296 let

Věk při smrti: asi 45 let

Dnešní výška: 159 cm

Výška za života: + - 2 cm

Současná váha: 11,5 kg

Váha za života: asi 40 kg

Vlasy: nyní pleš, za života tmavohnědé až černé

Místo narození: neznámo

Národnost: Evropan

Místo dnešního pobytu: chladnice v Anatomickém ústavu Innsbrucké univerzity, uchováván při 98% vlhkosti vzduchu a teplotě – 6 °C

Budoucí místo pobytu: od r. 1998 muzeum v Bolzanu

Povolání: obyvatel pohraničí (pastýř, šaman, lovec, prospektor, obchodník?)

Příčina smrti: neznáma (zmrznutí, zástava srdce, diabetické koma, rituální oběť?)

Místo nálezu: Alpy, 3 200 metrů nad mořem, mezi ledovci Tesenlabjoch a Hauslabjoch v Tyrolsku

Zvláštní znamení: noc a horní ret výrazně vysunut; tetování

Dinosaury nám vyhubily neutronové hvězdy?

Většina lidí už byla přesvědčena, že dinosauři vymizeli vinou srážky Země s kometou nebo planetkou. Vědecký náhled je však stále nejednotný a podstatně složitější, např. v tom, že proces vymírání byl daleko povlovnější, že je nejasné, kolika procent zvířat se týkal. Izraelští badatelé z Haifské techniky Arnon Dar, Ari Laor a Nir Shaviv šíří v Internetu svůj článek o tom, že dávná vymírání druhů mohla být vyvolána ze značné vzdálenosti katastrofou neutronových hvězd.

O tom, že neutronové hvězdy jsou pozůstatkem vybuchlých hvězd, astronomové už veřejnost přesvědčili. Hvězda hmotnosti našeho Slunce se zhroutí do neutronové hvězdy o průměru 10 – 20 km. V případě, že jde o dvojhvězdu, mohou se obě masivní hvězdy srazit a pak zahrnou okolní prostor těžkými částicemi včetně jader železa, které nabývají rychlosti blízké světelné rychlosti. Srážka neutronových hvězd tak vyšle do okolního vesmíru až stokrát více energie než supernovy a může zahubit život na planetách až do vzdálenosti 3 000 světelných let.

A tak může Zemi zalít během jediného dne tolik kosmického záření, kolik k nám jinak dorazí za dobu 100 000 let. Vysoceenergetické miony mohou na Zemi tvorstvo přímo zabíjet, navíc ještě zpustoší ozonosféru a způsobí radioaktivitu zemského povrchu.

K takovýmto katastrofám neutronových hvězd prý dochází natolik často, že je jimi skutečně možno objasnit všechna vymírání (paleontologie neodhalila pouze jediné, to dinosauří).

Miony však pronikají do vody jen do hloubky několika desítek metrů a tak život ve větších hlubinách moří mohl zůstat zachován, stejně jako tvorové chránění před sprškou částic skalami.

Současně se objevila jiná domněnka: hroutící se hvězdy vysílají i kvanta neutrin, která mohou poškodit DNA pozemských tvorů, a ti pak nemají potomstvo schopné žít. Oba vědci však obhajují svou verzi – neutrina pronikají celou planetou, proč by zůstal výbuchem hvězdy neovlivněn život v mořích? ¹⁾

Stěhovaví ptáci jsou bez „kompasu“ ztraceni

Němečtí zoologové se intenzivně věnují studiu orientace stěhovavých ptáků, takže se o jejich zajímavých výsledcích často píše. Výzkumníci z Goethovy univerzity ve Frankfurtu publikovali závěry experimentů, které potvrzují, že ptáci táhnoucí na zimu do jižních krajů nevystačí s orientací podle hvězd, ty jim umožní určit jen hrubý směr letu, ale nezbytně potřebují i informace o zemském magnetickém poli.

Dosud se soudilo, že vystačí jeden ze dvou systémů – orientace podle hvězd, nebo orientace podle zemského magnetického pole. W. Wiltschko a R. Wiltschková však prokázali, že samo otáčení oblohy umožňuje malým zahradním pěvcům určit směr sever – jih velice zhruba. Přesný let jim umožní až jejich „magnetická střelka“. Při pokusu byla mláďata pěvců, kteří létají z Evropy přes Iberský poloostrov a Sierru Leone do jižní Afriky, rozdělena do dvou skupin. Obě byly umísťovány pod umělou oblohu s 16 hvězdami, která napodobovala noční pohyb skutečné nebeské klenby. Jen jedna ze skupin si však mohla vyzkoušet vliv zemského magnetického pole.

V polovině srpna zaznamenali vědci počátek tažního neklidu a snahu určit si směr, kterým mají pěvci letět. Ptáci, kteří mohli použít obou orientačních soustav, zamířili správně jihozápadním směrem. Skupina, která byla zbavena svého „kompasu“, chtěla letět přímo na jih – k Alpám a k Sahaře... Jejich tah by tedy byl daleko obtížnější a nebezpečnější. ²⁾

CAESAR v Bonnu

Organizace vědeckých pracovišť v Německu se považuje za dost tradiční. V Bonnu, který se obává, že jeho význam poklesne, až se většina vládních institucí odstěhuje do hlavního města Berlína, vzniká zajímavý výzkumný ústav, pro Německo dost nezvyklého typu. Nápad vznikl na německém Ministerstvu školství, vědy, výzkumu a technologií a ve vládě Severního Porýní-Vestfálska. Pracoviště by se jmenovalo Center of Advanced European Studies and Research (CAESAR). I způsob financování je neobvyklý, tak aby byl ústav nezávislý na vládě, na státu i na průmyslu. Žil by z úroků částky třičtvrtě miliardy marek, kterou by stát jednorázově věnoval.

V ústavu by pracovaly týmy 6 až 12 výzkumníků na časově omezených projektech, které by probíhaly 3 – 5 let. Po jejich skončení by byl tým rozpuštěn, jeho členům by se buď poděkovalo, nebo by byli pozváni k účasti na novém výzkumu.

Tematika pracoviště by se týkala věd o životě, fyziky, techniky komunikace, ale přednost by měly interdisciplinární problémy. První výzkumné týmy by měly být vytvořeny do konce příštího roku.

CAESAR bude německý, ale sami Němci doufají, že sem přilákají přední evropské vědce. 10 z 16 členů organizačního výboru jsou němečtí vědci, ze zahraničních se bude na řídící práci podílet např. známý prof. Jean-Marie Lehn, kterého u nás známe dobře z návštěv při udělování cen Rhône-Poulenc.

Co je ekologické a co není?

Naše povědomí o šetrném chování k životnímu prostředí bývá často velice zmatené. Lamentování člověka, který bojuje za ochranu lesů, a přitom dokáže při jediném mytí nádobí spotřebovat téměř celou láhev Jaru, nelze brát vážně. A často bývá i zcela nesprávně oceňována ekologičnost celých jednotlivých oborů národního hospodářství. Nejde jen o zjevný spor, zda jsou ekologičtější jaderné či tepelné elektrárny.

Z hlediska „přátelskosti“ hospodářství k přírodě a životnímu prostředí je pozoruhodná zpráva britského Statistického úřadu, která má postihovat ekologičnost produkce hrubého národního produktu.

Elektrárny v Británii produkují třetinu emisí skleníkových plynů a 44 % zplodin zaviňujících kyselé deště, a přitom se podílejí na vzniku národního bohatství pouze 1,5 %. To jistě tolik nepřekvapí, stejně jako to, že těžká nákladní automobilová doprava, která také mizivě přispívá státnímu produktu, vyrobí 3,5 % skleníkových plynů, 4,5 % zplodin kyselého deště a 30 % kouře.

Nezvyklé ale je, že zemědělství poškozuje životní prostředí více než stavebnictví. Zemědělství totiž přispívá národnímu hospodářství 2 %, přičemž se podílí 10 % na vzniku kyselých dešťů a 4 % skleníkových plynů. Stavebnictví se svými 5 % zdrojů národního bohatství podílí na kyselých deštích pouze z 0,8 % a stejně tak 0,8 % na skleníkových plynech. Ovzduší je ve Spojeném království zamořováno auty pětkrát víc než chemickým průmyslem.

Těžba přispívá národnímu produktu 2 %, ale skleníkovým plynům přidává 5 % a kyselým dešťům 3 %. Průmysl je v „plusu“ – přináší státu 21 % produktu, na skleníkových plynech se však podílí jen 20 %, na kyselých deštích 16 % a na kouři 8 %. Obchod, distribuce přispívá bohatství 14 %, zatímco skleníkovým plynům pouze 2 %, a kouři 5 %. Doprava vytváří 8 % bohatství, ale 7 % skleníkových plynů, 10 % kyselých dešťů a 27 % kouře. Vzdělání a zdravotnictví přispívá 12 % a škodí pouze 2 % skleníkových plynů.

Překvapuje, že se ve statistice uvádí přínos domácností včetně provozu rodinných aut – nula, ale poškozování státu skleníkovými plyny 10 %, kyselými dešti 18 % a kouřem 5 %.

Laik může samozřejmě vrtět hlavou nad oním nulovým přínosem domácností, protože ranní snídaně v kruhu rodinném, péče o nemocného, vyprané prádlo musí mít v sobě přece také značnou společenskou hodnotu. Není divu, že se uvažuje o tom, zda pro měření blahobytu je hrubý národní důchod nejvhodnější, zda by se neměl používat ryzí národní důchod (Genuine Progress Indicator), viz Respekt č. 38, 16. – 22. září.

Nezvládnutelná hydra amerického automobilizmu

Auta ve své dnešní podobě jsou tedy jedním z nejhorších znečišťovatelů životního prostředí, recept na nápravu dosud nebyl nalezen. V Americe je situace mimořádně zlá. A tak není divu, že na zářijovém Evropském dopravním fóru, které se konalo na Brunelově univerzitě v Londýně, varoval australský odborník: V mnohém bychom se od USA měli učit, rozhodně však nikoli v oboru výstavby měst.

Američané žijící ve městech jezdí pětkrát častěji než obyvatelé evropských měst a v průběhu osmdesátých let každý městský Američan zvýšil průměrný počet ujetých kilometrů za rok o 2 000. V r. 1980 to bylo 9 042 km a v r. 1990 11 133 km.

Hlavní důvod lze nalézt v hustotě osídlení. V evropských městech žije na hektaru 50 lidí, v asijských 160 a v amerických pouze 14. Při pohybu po městě potřebují Američané více jezdit. V roce 1990 používalo pro cestu do práce automobil 86 % obyvatel, zatímco v Tokiu využívají lidé víc kola než auta. Pouze 3 % Američanů se mohou spolehnout na veřejnou městskou dopravu a např. v Los Angeles je to ještě méně. V daleko zdravějších městech, jako je např. Hongkong, používají městskou dopravu dvě třetiny obyvatel a na evropském kontinentu čtvrtina. Takže přestavba amerických měst bude prý nezbytná.

Kterým směrem se vydáme my? Kolaps pražské dopravy např. na Smíchově je už důraznou výzvou.

Pojďme se proletět do galerie Lascaux

Mnohé z kulturního dědictví lidstva je ničeno nevědomostí, vandalstvím, ale leccos i nechtěně. Proto musela být už před 33 lety uzavřena proslavená galerie pravěkého umění – jeskyně Lascaux v jihozápadní Francii. Benjamin Britton z USA se plných pět let doprošoval, aby mohl malby staré 17 000 let spatřit na vlastní oči. Byl dávnou galerií samozřejmě nadšen a aby umožnil mimořádný zážitek i jiným, kteří nemají šanci (ať už proto, že jsou laici, nebo že to mají z Ameriky daleko), rozhodl se vytvořit skutečnou neskutečnou jeskyni pomocí počítačů. Spojil se s americkými kolegy – umělci i počítačovými experty – a všechny obrazy vloží do počítače. Projevil prý při tom talent svého řemesla: elektronického umění.

Návštěva virtuální galerie prý bude nakonec ještě větším zážitkem, nebude nutno pouze procházet dnem jeskyně, ale bude možné třeba si vzlétnout ke stropu, prohlížet si malby pěkně zblízka, sáhnout si na ně...

Nás může zajímat, že virtuální Lascaux máme šanci v budoucnu navštívit u našich sousedů v Linci v Muzeu elektronického umění. Virtuálně má být napříště přístupná i prehistorická observatoř Stonehenge v Anglii. Vandalové tu stále vyrývají do starých kamenů nápisy, a dokonce si i odtesávají kousky na památku. A tak sem má být vstup uzavřen.

Americká družice nalézá Čínskou zeď

Velká čínská zeď je díky své délce 4 800 km a výšce až 11 m dobře patrna z vesmíru, na snímcích umělých družic. Fotografií pořizovaných v rámci amerického programu Mise k planetě Zemi se využívá především ke studiu globálních proměn životního prostředí, ale zkrátka občas nepřijde ani archeologie.

Nový kosmický radar, vytvořený Spojenými státy, Německem a Itálií v Jet Propulsion Laboratory, byl použit při nálezu dosud neznámých částí Čínské zdi. Zeď byla často přestavována a tak radar odhalil vedle novější zdi ještě starou, z doby před 1 600 lety, kterou už ukryl písek. Tímto způsobem je možné z vesmíru „vidět“ do hloubky až sedmi metru.

Na snímcích americké družice se teď hledají v severovýchodní Číně i části trasy slavné Hedvábné cesty, která tuto říši spojovala se Západem a na čínském území vedla souběžně se zdí.