To byl sen! Seděl jsem ve velitelském křesle na palubě hvězdné lodi, trochu se předklonil a řekl: „Vpřed, varp 4.“
První důstojník si odkašlal a zašeptal: „My ale nemáme žádné nadsvětelné motory.“
„Jsme poškozeni?“
„Ne, pane, jen jsme je ještě nevynalezli.“
Bohužel je naprostá pravda, žádný nadsvětelný pohon dosud nemáme. A co horšího, nemáme rozumně zvládnuté ani ty vysoce podsvětelné. Jediné, co máme, je představa o tom, co by měla umět kosmická loď, abychom ji mohli považovat za hvězdolet. Především musí být tak rychlá, aby posádka neumřela stářím, ještě než doletí alespoň k nejbližším hvězdám. Tenhle požadavek určil minimální rychlost mezihvězdné lodi na jednu desetinu rychlosti světla. I tak bychom letěli k nejbližším hvězdám celý život. Nám nejbližší hvězda (ve skutečnosti trojhvězda) Alfa Centauri je od nás vzdálená přibližně čtyři a čtvrt až půl světelného roku. Taková cesta by tedy trvala
42 až 44 let. Přesto je to pro většinu nám známých pohonů prostě příliš.
Fúze a anihilace
Naštěstí známe dva druhy reakcí, které nám mohou dát tolik energie, že by stačila i k pohonu mezihvězdné lodě. První takovou je termojaderná fúze – tedy stejná reakce, která pohání naše Slunce. Druhou je anihilace čili slučování hmoty a antihmoty, při kterém se uvolňuje obrovské množství energie. S oběma máme bohužel jisté problémy. Termojadernou fúzi umíme vyvolat odpálením vodíkové bomby, jenže v takhle neřízené podobě se k pohonu mezihvězdné lodi moc nehodí.
Anihilaci „zvládáme“ podobně. Antihmotu ve významnějším množství produkují hned dvě vědecká zařízení – evropský CERN a americký Fermilab. Přesto nastává opačný problém než v případě fúze. Abychom mohli antihmotu využít k pohonu nějakého stroje, musíme ji nejprve trochu nahromadit. Jenže sotva se podaří pár exotických antičástic vyrobit, už reagují se všudypřítomnými částicemi hmoty. Udržet aspoň trošičku antihmoty v našem světě je nepředstavitelná, navíc pěkně drahá věda.
Příliš energické fotony
A pokud se jednou problémy s výrobou antihmoty, jejím uchováváním a přepravou podaří vyřešit? Antihmota toho nabízí skutečně hodně. Pouhých 4 až 10 miligramů má v sobě tolik energie, že by dokázalo dostat kosmickou loď z oběžné dráhy Země až k Marsu. Otázkou ale je, jak by měl motor na antihmotu vlastně vypadat.
Původně konstruktéři předpokládali, že by se částice antihmoty setkávaly s částicemi hmoty v ohnisku obrovského parabolického zrcadla. Při anihilaci by vznikaly další částice fotony, které by se opíraly do plochy zrcadla a tlačily loď vpřed. Tahle představa ale časem vzala za své. Fotony vzniklé při anihilaci mají totiž energie až příliš a vytvářejí tvrdé záření gama. Je pronikavější než rentgen a odrazit ho parabolickým zrcadlem, jak si to představovali dřívější vynálezci, je prostě nemožné.
Pionová raketa
Pozornost se proto přesunula o kousek vedle. Fotony totiž nejsou jediné částice, které při anihilaci vznikají. Když se srazí proton se svou antičásticí neboli antiprotonem, vzniknou hned tři druhy krátce žijících částic zvaných piony. Jsou kladné, záporné a neutrální. Na neutrální piony nijak působit nedokážeme, budou tedy unikat. Kladně a záporně nabité piony bychom ale mohli zachytit soustavou elektromagnetických cívek uspořádaných do podoby magnetické trysky. A ještě než by jejich proměna pokračovala a piony se změnily v zase další částice, využili bychom jejich energii pro pohon lodi. Elegantní, ale přece jen to působí spíš jako sci-fi. Nebylo by něco, čeho bychom se dočkali dříve než ve vzdálené budoucnosti?
Laserové plachetnice
Ano, bylo. Ale musíme změnit přístup. Dosud jsme uvažovali o tom, že pohon bude umístěný přímo na lodi. Co kdyby to bylo jinak? Koncept solárních plachetnic poháněných silou slunečního světla je už dostatečně starý. K pohonu mezihvězdné lodi by však nestačil, protože Slunce své paprsky marnotratně rozhazuje všemi směry. Když ale namísto Slunce použijeme opravdu veliký laser, budeme moci lodi svítit do plachet celou cestu.
Navrhováním takových hvězdoletů se od 60. let minulého století zabýval konstruktér Robert Forward. Mezi jeho koncepty najdeme i obrovskou laserovou plachetnici, která měla k hvězdě Epsilon Eridani poloviční rychlostí světla dopravit skupinu výzkumníků. Bohužel by k tomu potřebovala plachtu o průměru 1000 kilometrů...
Zatím jsme tedy s mezihvězdnými lety v podobné situaci, v jaké byli letečtí nadšenci před příchodem bratří Wrightů a jejich prvního letadla. Tušíme, jak na to, a víme, že to jednou půjde. Problémů, které budeme muset vyřešit, je ale zatím příliš mnoho.
Nejlepší filmový hvězdolet
Pokud by filmaři dostávali nějakou cenu za to, jak realistická je mezihvězdná loď v jejich filmu, zasloužil by si ji James Cameron za film Avatar. Není divu – sám je technický nadšenec a ještě si k tomu jako poradce pozval podobného nadšence spisovatele Charlese R. Pellegrina. ISV Venture Star je pozoruhodná loď. Její příď se pozná podle do ruda rozpálených radiátorů, které chladí dva hlavní anihilační motory. Na ty se však loď neměla při odletu od Země spoléhat.
Mezi radiátory nenápadně ční tenká konstrukce úchytu laserové plachty. Tohle řešení umožňuje ušetřit lodi víc než dvě třetiny hmotnosti paliva. Použití laseru také vysvětluje, proč má loď na zádi velký kosočtverečný štít – nebylo by dobré, kdyby se celá loď zářením laseru zahřívala. Při letu k Pandoře tedy loď mělo hnát světlo. Po dosažení tří čtvrtin rychlosti světla by se laser vypnul. Loď by se otočila štítem ve směru letu a ve správné vzdálenosti od cíle začala brzdit anihilačními motory. Ty měly také posloužit pro zpáteční cestu. Na zážeh motorů ISV Venture Star ve vystřižené scéně z filmu Avatar se můžete podívat.
