Kolonizace jiných planet? To zní skvěle! Ale není to tak jednoduché. Na Marsu nebo Venuši panují životu nepřátelské podmínky a kolonie se tu budou stavět složitě a nákladně udržovat. Proto lidé pošilhávají i po jiných možnostech. Konkrétně se inženýři zaměřují na volné oblasti, kde nejsou planety, ale jen vakuum a mezihvězdný prach. V takových místech by se dala postavit obří vesmírná města s vlastním ekosystémem a gravitací. Poslední desetiletí přidala podobným představám nové možnosti.
Na první hranici
Současnost vesmírných měst působí nesmírně skromně. Největší kosmický stavební úspěch – Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) – se jen lehce dotýká dolní hranice měřítka superstaveb, nad kterými konstruktéři sní. Měří pouhých 109 metrů a nikdy neměla mít umělou gravitaci na rozdíl od vesmírných měst o průměru stovek metrů. Na dohled se ale začala rýsovat první umělá kolonie právě takového typu, jaké známe z vědecko-fantastických filmů jako Inerstellar nebo Elysium – Kalpana One. Jméno dostala po indicko-americké astronautce Kalpaně Chawlaové, která tragicky zahynula roku 2003 při ztroskotání raketoplánu Columbia.
Video:
Umělý měsíc
Kolonie Kalpana One bude několikanásobně větší než cokoli, co lidé dosud ve vesmíru postavili. Podle projektových nákresů jde o krátký válec s průměrem 500 metrů a délkou 325 metrů. Po obvodu ho rozšiřuje disk radiátorů odvádějících přebytečné teplo a Kalpana tak připomíná zvětšenou dětskou káču. Při dvou otáčkách za minutu bude uvnitř dosaženo normální gravitace. Odstředivá síla nahradí přitažlivost. Každý metr povrchu je pokryt regolitem (směs hornin nacházející se na Měsíci a blízkozemních asteroidech), který obyvatele chrání před kosmickým zářením. A nebude to jen pár dobrodruhů. Město by mělo nabídnout domov až třem tisícům lidí, a to včetně téměř veškerého komfortu, na nějž byli zvyklí na Zemi. Chybět jim ale budou velká okna s výhledem do vesmíru. Ta jsou považována za riziková místa. Světlo je proto rozváděno centrální světlovodnou trubicí. Inženýři navrhují vybudovat Kalpanu na nízké oběžné dráze Země. Vypadá to jako strašlivá představa, dává však smysl: Stanice bude dostupná pro stavitele a zůstane pod ochranou zemské magnetosféry.
Těžké železo
Kalpana One působí proti ISS jako slon vůči mravenci. Proti starším návrhům podobných staveb je ale hotovým trpaslíkem. Už roku 1929 psal kontroverzní britský fyzik John Desmond Bernal o umělých kosmických koloniích. Popisoval je jako duté ocelové koule s průměrem 16 kilometrů. O několik desetiletí později Gerard Kitchen O'Neill se svými žáky zmenšil jejich průměr na pouhou desetinu. Důvod? Použitý materiál. Železo je v okolí Země poměrně dostupný prvek, jsou z něj některé asteroidy, jenže je těžké. Jeden krychlový decimetr železa váží téměř osm kilogramů! Ve stavu beztíže se hmotnost projevuje při vzniku odstředivé síly, kterou mají umělé světy využívat pro vytváření umělé gravitace. Kdyby se taková obrovská koule roztočila, namáhala by její stěny už jen jejich vlastní hmotnost – a koule by se rozpadla.
Praktický uhlík
Řešení přišlo z úplně opačného konce – z mikrosvěta. Uhlík je ve vesmíru stejně dostupný prvek jako železo. V době, kdy byly poprvé navrhovány umělé kolonie, jej ale lidé neznali tak dobře jako dnes. Jeho vlastnosti stále ještě objevujeme. V přírodě se vyskytuje ve dvou podobách – jako tuha a jako diamant. Jenže tím možnosti jak poskládat uhlíkové atomy nekončí. Jednou z dalších je vytváření neuvěřitelně pevných nanotrubiček či vláken. Už dnešní uhlíková nanovlákna, která se používají například při stavbě lodí a letadel, jsou zhruba 15x pevnější než ocel a zdá se, že to není ani zdaleka hranice jejich možností. Vývoj takových materiálů samozřejmě nadchnul příznivce těžko postavitelných technologií, jako je kosmický výtah a samozřejmě umělá vesmírná kolonie.
Pavouci stavitelé
Uhlíková vlákna vše změnila. Dnes už se rozměry velkých kosmických staveb pro vzdálenější budoucnost neuvádějí ve stovkách a tisících metrů – kilometrech, ale v milionech metrů – megametrech. Na konferenci NASA v roce 2000 byl představen McKendreeho válec. Uhlíkové nanotrubice mu mají dovolovat délku až 4600 kilometrů. Jak dokáží lidé postavit něco tak obrovského? Pravděpodobně sáhneme k technologii 3D tisku. Inženýři v něm však musí vymylet řešení pro stavbu velkých tvarů z menších částí. Normálně je totiž tiskárna mnohem větší než předmět, který tiskne. V případě tisku megaměsta však musejí skupiny robotů-tiskáren spolupracovat tak, aby společně vytvořily předmět mnohonásobně větší, než jsou oni sami. Jako kdyby malí pavouci společně spřádali obrovský kokon.
Kde se to zastaví?
Zkusme se v myšlenkách přenést do daleké budoucnosti. Možná bude kolem Slunce prstenec nových světů a možná to bude gigantická stavba složená z jiných obrovských staveb. Takovou stavbu už nenazýváme „megastavba“. Její měřítka jsou v mnohonásobcích metrů a autoři nejsou inženýři, nýbrž astroinženýři. Pracují se zákony fyziky, aby konstrukce z pevných materiálů držela pohromadě pouze gravitace a rotace. Tak vypadá nejvzdálenější hranice lidského stavitelství, na jehož prahu možná stojíme s Kalpanou One.
