http://www.oknavesmiru.cz

Venuše je po Měsíci druhým nejbližším tělesem k Zemi. Kolem Slunce obíhá druhá v pořadí. Svou velikostí i složením odpovídá zhruba Zeměkouli, a tak se někdy nazývá sestrou naší planety. Povrch Venuše je však nehostinným místem. Může za to skleníkový efekt ne nepodobný z naší Země, avšak umocněný do rozměrů, které se blíží pravému peklu. Atmosféra Venuše je složená z 96 % z oxidu uhličitého, který vytváří pravou skleníkovou atmosféru. Po miliardy let jejího působení změnila planetu dříve podobnou Zemi k nepoznání. Zvyšující se teplota na povrchu nechala již v dávné geologické minulosti vypařit veškeré oceány, vyschlé a horké desky zamkly teplo v nitru planety a nedovolili mu úniku. Jádro se nezačalo chovat jako dynamo podobně, jako tomu je u planety Země, a tak na Venuši nevyužijeme ani kompas – Venuše nemá žádné vlastní magnetické pole.

V důsledku skleníkového efektu je povrch planety zahříván na teplotu až 500 °C. Atmosféra je tak hustá, že na povrchu je tlak stokrát větší než na Zemi a odpovídá tlaku, jako byste byly ponořeni jeden kilometr pod hladinu moře. Planeta je pokryta obrovským množstvím sopek, nemá v důsledku vysoké teploty žádná jezera ani moře a voda se nevyskytuje ani její atmosféře. V důsledku absence magnetického pole byla všechna původní voda rozložena ve vrchních vrstvách atmosféry na vodík a kyslík, a odnesena slunečním větrem do dalekého kosmu. O extrémnosti podmínek na Venuši svědčí i to, že z více než desítky sond, které se pokusily o přistání na jejím povrchu, nevydržela žádná pracovat déle než dvě hodiny.

Proč tedy na Venuši?

Pokud jsou podmínky na této planetě tak ďábelské, proč bychom se tedy měli na Venuši vůbec vydávat? Není tedy jednodušší vybudovat si základnu na Měsíci nebo Marsu a pod umělou atmosférou kosmických základen těžit, budovat a kolonizovat? V únoru 2003 představil Geoffrey Landis na konferenci Conference on Human Space Exploration v USA myšlenku, ve které jednoznačně ukázal, že kolonizace Venuše má smysl. Ba co víc, z jeho analýzy pro kolonizaci vyplývají, v porovnání s jinými tělesy ve vesmíru, jakoby zázrakem jen výhody. Kolonizaci Venuše totiž nenasměroval na povrch planety, ale do její atmosféry. Zdánlivě nadpřirozená představa kosmického města plovoucího v oblacích se od té chvíle stala cílem vášnivých debat.

Kolonizace planety jako je Mars má hned několik velmi vážných nevýhod. Na Marsu panují velmi nízké teploty, atmosféra planety je příliš řídká a tak nechrání před velmi silným a nebezpečným kosmickým zářením. Dosud navíc neexistuje koncept, který by na povrchu Marsu vytvořil prostředí silnější gravitace a sama planeta kosmonauty přitahuje jen 1/3 gravitační přitažlivosti Země. To může mít vážné následky na svalový aparát, podobný, jaký mají kosmonauti v prostředí mikrogravitace. Tyto nepříznivé podmínky jsou pak ještě více umocněny v případě kolonizace Měsíce.

Co přináší Venuše?

Jak jen se může zdát koncept kolonizace mraků z prostředí science fiction, má své nesporné výhody. Z průzkumů kosmických sond je zřejmé, že na povrchu při tlaku 92 atmosfér, pro člověka vysoce jedovatém prostředí a bez dostatku slunečního světla neuspějeme. Pokud se ale vyhoupneme do výšky 50 km nad povrch planety, ocitneme se v prostředí atmosféry složené z oxidu uhličitého, která má tlak 1 atmosféru a kde panují teploty okolo 25 °C. V této výšce obsahuje atmosféra dostatek užitečných prvků jako je uhlík, dusík, kyslík, síra nebo fosfor. Gravitační přitažlivost dosahuje 90 % gravitační přitažlivosti na povrchu Země.

Jediné co nám v té oblasti chybí, je pevná půda pod nohama. Ale i zde se naskýtá naprosto elegantní řešení. Na Venuši je totiž dýchatelný vzduch nadnášejícím plynem. Oproti oxidu uhličitému má totiž menší hustotu a pro představu, síla vztlaku je 60% oproti vztlaku hélia ve vzduchu tady na Zemi. Tedy pro porovnání, zatímco jeden metr krychlový hélia tady na Zemi unese něco přes kilogram zátěže, metr krychlový dýchatelného vzduchu na Venuši v atmosféře z CO₂ unese o něco více než půl kilogramu. Postřehněte jednu nenápadnou avšak elegantní možnost. Zatímco na Zemi používáme balóny, které nám nesou zátěž zavěšenou pod nimi, na Venuši bychom mohli být přímo v takovýchto „balónech!“ Nadnášela by nás naše samotná dýchatelná atmosféra takové hypotetické kosmické stanice, nebo třeba celého Venušina atmosférického města.

Bydlení v balónu

Atmosféra Venuše se skládá z 96 % CO₂ a zhruba 3 % dusíku. To nám umožňuje extrahovat poměrně jednoduše dýchatelný vzduch (tedy kyslík a dusík v poměru 20/80). V atmosféře je ho dostatek. Kosmické stanice by si jen „dofukovaly“ svoji atmosféru, kterou by kosmonauti zároveň dýchali.

Nemusíme se bát ani energetických problémů. Energie je všude dostatek. Ať už té sluneční nebo termální. V případě slunečního záření máme hned dvě nesporné výhody. Solární konstanta na Venuši má hodnotu 2,6 W/m², což je 2x více než na Zemi. Charakter atmosféry ve výšce 50 km nad povrchem Venuše nám ale umožňuje solární panely natáčet nejen ke Slunci, ale také k planetě, protože velká část slunečního záření je atmosférou Venuše odrážena. Toho mohou architekti stanic na Venuši hojně využívat a pokrýt solárními panely také podstavy stanic/měst.

Co když to praskne?

Samotné konstrukce stanice mohou být z poměrně jednoduchých materiálů, třeba připomínající plachtu héliových balónů. Jelikož mezi stěnami nebude žádný rozdíl v tlaku, budeme mít dostatek času případné trhliny v plášti města opravit a žádná dekomprese ani infiltrace nebezpečného plynu nám hrozit nebude. Možná nám to v okolí trhliny bude jen trochu smrdět sírou. Jedinou problematickou oblastí bude asi vnější kyselé prostředí. Malá příměs síry v atmosféře totiž ve výšce myšlených kosmických stanic nastolí kyselou atmosféru z aerosolu kyseliny siřičité, sírové a fosforečné. Konstrukce tak bude muset být primárně odolná proti tomuto kyselému prostředí. I zde se však naskýtají poměrně předvídatelné možnosti v podobě moderní keramiky nebo uhlíkových konstrukcí obecně. Kosmonaut se tak bude moci procházet třeba po střeše stanice jen v ochranném overalu a s dýchací maskou, skafandry nebudou potřeba.

Kam pro materiál?

Podstatou kolonizace Měsíce nebo Marsu je také možnost těžit na povrchu nerostné suroviny. To se zdá být v případě kolonizace mraků vyloučeno. Přístup k horninám ale není zase tak náročný. Zatímco na Měsíci nebo Marsu bychom se museli vyrovnávat s pod tlakem a velkým chladem, na Venuši je situace opačná. Cesta na povrch Venuše je přitom poměrně jednoduchá. S dostatečně odolnou technikou je totiž přistání i návrat mnohem snazší, než na tělese bez atmosféry. Například ruské sondy Veněra přistávaly na padácích, které ve výšce kolem 40 km zahazovaly a dále postupovaly volným pádem. Hustá atmosféra je totiž dostatečně zbrzdila aby přistály hladce a bez poškození. V takové situaci si umíme poměrně dobře představit, že robotické sondy ze stanice jednoduše shodíme a jakmile sesbírají vzorky, nebo vytěží potřebný náklad, budou ony nebo náklad vynesen zpět ke stanici balónem, který se naplní z kompresní láhve.

Základní stavební materiál ale zřejmě nebude pocházet z povrchu Venuše nebo ze Země. Dnešní průmysl již poměrně hojně využívá uhlíkové nanotechnologie. A uhlíku je přece v atmosféře více než dostatek.

Budoucnost Venuše

Nahradí nám někdy Venuše naši Zemi? V blízké i vzdálenější budoucnosti se budeme setkávat s jedním hlavním problémem. A tím je titěrný vodík. Ten totiž na Venuši téměř chybí. To způsobuje problémy nejen v otázce masovější kolonizace (voda bude na Venuši pořádně drahá), ale také ve všech hypotézách, které navrhují přeformování Venuše v druhou Zemi. Jednou v budoucnu, až se projekt přeformování Venuše bude plánovat, bude vodík hrát hlavní úlohu. Dnešní věda již dokáže navrhnout realizovatelná řešení jak Venuši ochladit, změnit její atmosféru, uzpůsobit ji pro život člověka. Hlavním problémem ale bude, navrátit na Venuši vodu. Jakmile se podaří překonat i tato překážka, dostaneme jako lidstvo malý dárek. Zase o něco větší šanci v kosmu přežít.

Města ani základny na Venuši nebudeme moci postavit v následujících desetiletích. Popsané techniky jsou otázkou vzdálených generací. O to zajímavější a vyzývavější je, když si uvědomíme, že čistě technicky a teoreticky se již s takovouto malou oblačnou kolonizací umíme vypořádat dnes. To co naší cestě do kosmu brání, je ekonomika takové mise. Jednou ale takový okamžik přijde a nám jen může být líto, že u toho nebudeme.

************

Venuše

Planeta Venuše je v pořadí druhou planetou od Slunce. Je jen o 5 % menší než Země a Slunce oběhne za 224 dní. Okolo Slunce se pohybuje po téměř perfektním kruhu a má nejmenší excentricitu ze všech těles Sluneční soustavy. Její další prvenství spočívá v době a způsobu rotace. Jeden otočka na Venuši trvá 243 dní a navíc se Venuše otáčí v opačném směru než ostatní planety! Znamená to, že rok, je kratší než den, což má za následek, že Slunce vychází jednou za 117 dní. Opačná rotace pak znamená, že Slunce vychází na západě a zapadá na východě. Kuriózní je také skutečnost, že doba mezi dvěma přiblíženími Venuše a Země trvá 584 dní, a to je přesně 5 Venušiných slunečních dní, což znamená, že se Venuše při každém přiblížení na Zemi dívá vždy stejnou tváří! Záhada je spojena také s magnetickým polem Venuše. Sonda Pioneer Venus Orbiter ukázal velmi slabé magnetické pole. Navíc patrně generované pouze v důsledku interakce ionosféry a slunečního větru. Samotná Venuše vnitřní magnetické pole nemá nebo je extrémně slabé. Aby v planetě vzniklo magnetické pole, musí planeta rotovat, obsahovat v jádře vodivý materiál (kov) a musí v jádře docházet ke konvekci tepla mezi vnitřní a vnější částí. Venuše rotuje a zcela bezpečně má také kovové tekuté jádro. To co pravděpodobně chybí je konvekce. Možná v důsledku silných litosférických desek nemá teplo tak snadnou cestu unikat, zahřívá vnitřek planety a způsobuje, že jádro není tepelně diferencováno jako je tomu například u Země. Pak ochlazené kovové magma v jádře neproudí mezi horkým vnitřkem a chladnějším okrajem a toky tohoto vodivého materiálu negenerují magnetické pole.

************

************

Dobývaní Venuše

Ve výzkumu povrchu Venuše patří prim Rusům. Sovětský program Veněra byl velmi úspěšným. První sonda vyslaná k Venuši byla Veněra 1 v roce 1961. K planetě nedoletěla. Stejně neúspěšní byli i američané se sondou Mariner 1 o rok později. Prvenství v kosmických závodech si pak sice připsali Američané se sondou Mariner 2, která se stala první sondou, která proletěla kolem jiné planety, zjistila jak nelidské podmínky na Venuši panují, a že planeta postrádá magnetické pole. Ale od roku 1966 již kosmické závody vyhrávají Sověti. To když na Venuši nejdříve dopadá Veněra 3 a o rok později se pokouší o přistání Veněra 4. Provedla sérii experimentů mezi nimiž zjistila složení atmosféry (96 % CO₂) a v kombinaci s daty Marineru 5 pak také odhadla nepředstavitelný tlak 75 až 100 atmosfér na povrchu. Na samotný povrch se však úspěšně dostaly až sondy Veněra 7 v roce 1970 a Veněra 8 v roce 1972. První snímky z povrchu planety přinesly až sondy Veněra 13 a 14. Na dlouho posledním pak byl sovětský program Vega, který mimo jiné do atmosféry vypustil aerostatické balóny ve výšce 53 km. V roce 1990 provedla velmi přesné mapování sonda Magellan s rozlišením detailů 100 m a v roce 2005 nakonec evropská sonda Venus Express, jejíž úkolem je sledování dynamiky chemického složení atmosféry, program Venus Express má končit letos.

************

************

Přeformování Venuše v druhou obyvatelnou Zemi

Základní myšlenkou osídlení planety Venuše na jejím povrchu je ochlazení planety. Nejčastěji zmiňovanými metodami jsou stínění. Tedy například odstínění planety kosmickými štíty, zrcadly nebo využití atmosférických aerostatických těles, třeba i množství atmosférických měst. Otázka pak vyvstává, co provést s ochlazeným oxidem uhličitým v podobě suchého ledu na povrchu planety. Jeho množství je 10²⁰ kg, což odpovídá hmotnosti 500 km velké planetky Vesta. Dříve se spekulovalo o možnosti využít nějaké mikroorganismy, které by oxid uhličitý přeměňovaly konzumovaly, ale zde se objevil velký zádrhel v absenci vodíku. Další možností je přinesení vody na povrch planety. Protože je planeta relativně rovným tělesem, bylo by potřeba k pokrytí 80 % planety jen 10 % veškeré vody přítomné na Zemi. Modely pak pracují s myšlenkami navést například na Venuši kometu nebo více komet a vodu tak přinést impaktem. Riziko další ztráty vodíku a vody obecně v důsledku chybějícího magnetické pole tady sice přetrvává, ale jednalo by se o tak dlouhodobou záležitost, že si umíme představit její průběžné nebo postupné řešení. Každopádně teraformování Venuše, jak se tomuto myšlenému procesu říká patří stále do oblasti science fiction.

************