Vysokorychlostní lunární prach by mohl zahalit budoucnost lidských misí na Měsíc

Vysazování lidí na Měsíci je nepříjemné – to se astronauti z Apolla naučili na vlastní kůži. Použití raketového motoru ke spuštění velké kosmické lodi na měsíční povrch vyvrhne spoustu rychle se pohybujícího prachu, který se může šířit široko daleko a je schopen zasáhnout a dokonce poškodit kosmické lodě na Měsíci a v jeho okolí. Je to problém, který podle některých inženýrů musíme řešit hned, zejména pokud chceme v příštím desetiletí vysadit na Měsíci více lidí.

Za tento prachový následek mohou vesmírní průzkumníci poděkovat jedinečnému prostředí Měsíce. Náš měsíční soused je přibližně o čtvrtinu větší než Země a má šestinovou gravitaci než naše planeta. Rovněž postrádá atmosféru, což usnadňuje drobným objektům plachtit nějakou dobu nad povrchem, než se vrátí zpět na zem. Pokud tedy na Měsíc na delší dobu namíříte raketový motor – což je obvykle potřeba udělat, abyste něco spustili na povrch – může snadno urychlit měsíční nečistoty na rychlost tisíců metrů za sekundu a poslat je stovky kilometrů daleko.

Pár přistání Apolla uskutečněných v 60. a 70. letech minulého století nebylo dostatečně silných ani častých na to, aby vyvolalo paniku kvůli tomuto vyvrženému prachu. Nyní se však NASA chce na Měsíc vrátit, tentokrát aby tam zůstala. Udržení dlouhodobé lidské přítomnosti na měsíčním povrchu bude vyžadovat mnoho přistání – k dopravě lidí, nákladu, stanovišť a dalších věcí na Měsíc. Bez větších změn v infrastruktuře se tak zvýší možnost vynášení prachu, který by mohl poškodit kosmické lodě v okolí Měsíce, historická místa Apolla nebo dokonce měsíční základnu, kterou chce NASA vybudovat a udržovat. Mohlo by to také vést k napětí mezi národy, které mají ve své blízkosti kosmické lodě.

„Je tu kvůli tomu potenciál pro vážný mezinárodní konflikt,“ říká Phil Metzger, planetární fyzik z University of Central Florida, který dříve pracoval v NASA a zabýval se studiem účinků výbuchů raket na planetární tělesa.

Měsíční prach se ukázal být pro astronauty z Apolla tak trochu noční můrou. Za prvé, ulpíval na všem. Astronauti měli prach všude po skafandrech, což časem degradovalo jejich materiál. Částice dokonce zaneřádily mnoho zařízení, které astronauti používali, včetně kamer, chladičů, tlačítek a dalších. A prach vyfoukaný během sestupu na měsíční povrch ztěžoval astronautům viditelnost místa, kam letěli. „Myslím, že pravděpodobně jedním z nejvíce zatěžujících a omezujících aspektů průzkumu měsíčního povrchu je prach a jeho ulpívání na všem bez ohledu na druh materiálu, ať už je to kůže, materiál skafandru, kov, ať je to cokoli,“ řekl astronaut Apolla 17 Gene Cernan během hlášení po misi v roce 1973. Vypořádání se s touto špínou bude pro budoucí lunární průzkumné mise velkým problémem – zejména pokud tam budeme chtít umístit obydlí.

Ještě než lidé vystoupí ze dveří lunárního modulu, bude prach představovat problém, a to od okamžiku, kdy se zapne přistávací motor. Kdybyste zde na Zemi namířili raketový motor na hromadu prachu, štěrku a kamení, hustá atmosféra vzduchu, která obklopuje naši planetu, by nejprve zpomalila menší částice, zatímco větší částice by prorazily odpor větru a urazily by největší vzdálenost. Na Měsíci je tomu naopak. Měsíční povrch neobklopuje žádný vzduch, pouze vakuum. Pokud by se tedy svazek částic rozjel na vysokou rychlost, menší částice by cestovaly nejrychleji a na největší vzdálenosti, zatímco větší kameny by slabá gravitace Měsíce brzy porazila.

Přesně to se stane, když se pomocí raketového motoru spustíte na měsíční povrch. Díky tomu, co jsme se naučili z misí Apollo, inženýři zjistili, že velký přistávací modul o velikosti lunárního modulu Apollo – schopný chrlit plyn rychlostí asi 2 400 metrů za sekundu – může pohánět kameny a částice o velikosti štěrku rychlostí 10 až 100 metrů za sekundu a posílat je na obrovské vzdálenosti (až šest fotbalových hřišť). Jemný prach a písek však může dosáhnout rychlosti až 1 000 metrů za sekundu, čímž je vymrští na vzdálenost stovek kilometrů – nebo je dokonce roznese po celém Měsíci.

Každé strojní zařízení, které se ocitne v cestě těmto vysokorychlostním částicím, by mohlo utrpět vážný výbuch nebo poškození. „Mohlo by to zničit kosmickou loď na oběžné dráze kolem Měsíce, pokud by se náhodou ocitla v nesprávný čas na nesprávném místě,“ říká Metzger. Astronauti Apolla 12 se o tomto jevu přesvědčili, když v listopadu 1969 přistáli na Měsíci. Záměrně přistáli v blízkosti robotické sondy Surveyor 3, kterou NASA vysadila na Měsíci v roce 1967. Když s sebou na Zemi vzali části sondy, vědci zjistili, že Surveyor 3 byl důkladně opískován prachem z přistání.

„Po celém povrchu Surveyoru vidíme částice měsíční půdy, které pronikly hluboko do povrchu,“ říká Metzger, který vedl tým, jenž studoval části sondy Surveyor 3, které se vrátily z Apolla 12. Vědci se domnívají, že sonda Surveyor 3 byla v době přistání na Zemi důkladně opískována. „Vidíme, že barva je celá popraskaná.“

Problém se může ještě zhoršit, až bude NASA usilovat o návrat lidí na Měsíc, protože některé přistávací moduly, které navrhly soukromé společnosti jako Blue Origin, Lockheed Martin a SpaceX, by byly mnohem větší než moduly Apollo. Výsledek přistání všech těchto modulů na Měsíci: ještě více prachu a velkých částic vyfouknutých větší rychlostí.

„Bude to ještě horší,“ říká Metzger. „Budou to věci o velikosti písku, které budou z Měsíce zcela odfouknuty na oběžnou dráhu kolem Slunce. Větší částice, jako je štěrk, budou rozptýleny na větší vzdálenosti.“ Z logistického hlediska by to mohla být špatná zpráva pro případná budoucí stanoviště, která by NASA nebo jiné kosmické agentury chtěly na Měsíci vybudovat. „Pokud přistane příliš blízko vaší základny, mohlo by to být jako zasypání vaší základny štěrkem, který se pohybuje rychlostí kulky,“ říká Metzger.

Je to také problém pro zachování historie. Vesmírní archeologové mají zájem na tom, aby místa přistání Apolla zůstala co nejvíce nedotčená, aby je mohli v budoucnu případně studovat. „Na těchto raných místech se toho dá z archeologického hlediska ještě hodně zjistit,“ říká Beth O’Learyová, vesmírná archeoložka ze Státní univerzity v Novém Mexiku, serveru The Verge. O’Learyová se například zajímá o potenciální srovnání technologie prvních sovětských robotických kosmických lodí, které přistály na Měsíci, s prvními kosmickými loděmi americké výroby, ale to lze provést pouze v případě, že jejich části zůstanou stejné jako v době přistání v 60. letech 20. století.

„To byste mohli udělat pouze tak, že byste se podívali na artefakty z místa v ,“ říká O’Learyová. „Protože když něco odvezete, můžete to zaznamenat, můžete to uchovat v muzeu, ale připravíte se o integritu místa.“

O’Learyho navíc nezajímají jen hardwarové artefakty, ale také prvky, které astronauti z Apolla zanechali v půdě – zejména jejich měsíční stopy. „U všeho, co je na Měsíci prvkem, skutečně hrozí, že bude narušeno větrem, jakýmikoli erozními silami,“ říká O’Leary. „A způsob, jakým by kosmické lodě v budoucnu mohly přistát nebo kde by přistály, by je v podstatě smazal.“

Jedním ze způsobů, jak zachovat všechna tato vozidla a stroje, je přistát dostatečně daleko, aby cenný hardware zůstal neporušený. Vědci však neznají nejlepší minimální vzdálenost. V roce 2011 se Metzger s týmem výzkumníků pokusil přijít s návodem, v jaké vzdálenosti od míst Apolla by měly přistávat další subjekty, aby způsobily co nejmenší škody. Tým se ustálil na vzdálenosti 2 km, ale Metzger říká, že toto číslo je arbitrární – minimální bezpečná vzdálenost skutečně neexistuje. Vzhledem k tomu, že přistávací moduly mají potenciál rozptýlit prach po celém světě, záleží na tom, jak velké poškození je považováno za „v pořádku“. Lunární roboty si s určitým množstvím bombardování poradí – ve skutečnosti meziplanetární prach padá na Měsíc neustále – ale není jasné, kdy se poškození stává přítěží.

„V určité vzdálenosti by bylo množství škod, které způsobíte, zanedbatelné ve srovnání s tím, co dělá příroda,“ říká Metzger. „Ale nejsme dost chytří na to, abychom zjistili, jaká je to vzdálenost.“

Aby se riziko poškození zmírnilo, musí podle Metzgera NASA a další komerční společnosti mířící na Měsíc vážně uvažovat o tom, že na měsíčním povrchu vytvoří přistávací plochy dříve, než se přistání stanou rutinou. I toto řešení má však svá úskalí. Přistávací plocha z prefabrikovaného kovu, která by se instalovala na povrchu, by vyžadovala obrovské množství paliva a obrovské finanční prostředky. Další možností je použití mikrovln nebo jiných vyhřívaných nástrojů k roztavení měsíční půdy na rovný povrch, ale to vyžaduje použití experimentální techniky.

Kterákoli varianta přistávací plochy bude nakonec vyžadovat nové sofistikované technologie a může lunární mise zkomplikovat a prodražit. Vzhledem k již tak vysokým nákladům na lunární návratové mise je velmi pravděpodobné, že NASA a další komerční společnosti tento krok vynechají. Proto Metzger tvrdí, že je načase, aby se země dohodly na nějakém druhu dohody, že poškození jejich lunárních lodí bude velmi reálnou možností.

Kromě amerických stanovišť Apollo vyslaly na Měsíc roboty také Čína a Rusko a další země, včetně Indie a Japonska, narazily s kosmickými loděmi do měsíčního povrchu. Tato vozidla nebo jejich pozůstatky se mohou ocitnout v ohnivé linii bez ohledu na to, kde přistane velký lidský modul. „Myslím, že potřebujeme mezinárodní dohodu, v níž se všichni společně dohodneme, že si budeme smět navzájem pískovat svůj hardware,“ říká Metzger. „Pokud se na tom nedokážeme shodnout, pak to znamená, že na některých místech na Měsíci prostě nelze přistát. A to znamená, že si země budou moci nárokovat efektivní území.“

Do doby, kdy budou lidé pravidelně cestovat na Měsíc a z Měsíce, zbývá Spojeným státům ještě mnoho let, takže je ještě dost času o tom přemýšlet, než vznikne mezinárodní napětí. Pokud to však NASA a soukromý kosmický průmysl myslí s cestou na Měsíc za účelem pobytu skutečně vážně, budou se tyto organizace muset velmi dobře seznámit s částicemi, které pokrývají měsíční povrch. Protože jejich vozidla budou rozprašovat měsíční prach po celém Měsíci, ať už budou chtít, nebo ne.

.