Výstavbě na Měsíci už technicky nic nebrání. První můžou být hotely, uvažuje vesmírný architekt

NASA letos zveřejnila dokumenty týkající se dalšího dobývání měsíce a Marsu. Mimo jiné se v nich píše, že je potřeba vymyslet, jak umožnit posádkám misí nejenom žít na povrchu Měsíce, ale i jak své ubikace mohou opustit, aby bylo možné provádět průzkum. Jak to udělat?
V tuhle chvíli konečně začíná práce i pro architekty. Bude dobré, když se vyvine nová generace modulů, které budou jak pevné, tak nafukovací nebo třeba postavené na místě a ty potom umožní posádce dlouhodobější pobyt na měsíci.

Můžeme tedy říct, že trendy se mění i ve vesmírné architektuře?
Určitě. Každý rok se objevují novinky. A je skvělé, když se vesmírná architektura propojuje třeba i s architekturou na naší planetě. To se teď posouvá velkou rychlostí dopředu.

Po Měsíci by měly následovat mise na Mars. NASA píše, že pomocí postupného budování budou tyto mise důležité z hlediska vývoje technologií pro život a práci na jiných planetách než je naše Země. Cesta na Mars ale trvá nějakých 180 až 300 dní a pobyt posádky by neměl být delší než 50 dní, aby ta mise byla celkem dvouletá, jestli jsem to správně pochopila. Co se dá za těch 50 dní na Marsu postavit? To mi přijde jako velmi krátký čas.
Ideální je postavit ty věci i dřív, než dorazí lidi. Takže je dobré to naplánovat a poslat tam nejdřív stroje – postavit všechny obytné moduly, laboratoře a tak a lidi tam poslat ve chvíli, kdy už se tam jenom na dálku zapne vytápění a světlo a všechno pro ně bude připravené.

A to umíme, poslat tam jen stroje, ať si dělají, co chtějí? Nebo co je potřeba?
V případě stavění ve vesmíru je to ideální. Čím víc se tam minimalizuje lidská práce, tím líp. Tento trend je samozřejmě dobrý pro stavebnictví i na naší planetě, aby se třeba zrychlila výstavba nebo zmenšily environmentální dopady v rámci měst atd.

Když se bavíme o stavění budov ve vesmíru – na Marsu nebo na Měsíci ještě před příchodem lidí, pomůže v tom třeba mise Starlink? NASA teď nedávno poslala do vesmíru čtyři CubeSaty a jejich úkolem je otestovat jejich vzájemnou síťovou komunikaci. Je to i takový experiment, jestli bude fungovat takzvaná distribuovaná autonomie. To s tím předpokládám souvisí. Můžete vysvětlit, co to je distribuovaná autonomie?
Myslím, že komunikační síť kolem Měsíce a Marsu bude potřeba teprve vybudovat – což bude znamenat rozšíření internetu do interplanetárního prostoru. Ohledně té autonomie – tam jde o to, aby se mohlo zapojit a spojit víc robotů takovým způsobem, který by jim umožnil spolupráci. Ve chvíli, kdy třeba něco stavíme, tak je dobré, když máme k dispozici větší množství různých bagrů a robotů, kteří například tisknou stěny a tak. Díky tomu se pak dá vytvořit nějaké skupinové chování a spolupráce těch robotů na místě.

CubeSaty mají mít i možnost se samy rozhodovat o tom, co udělají na základě vlastního pozorování. Takhle nějak by tedy mohla vypadat i stavba budov ve vesmíru, že by se stroje samy rozhodovaly?
Tohle by asi šlo také nějakým způsobem připravit. U architektury bude dobré mít stanovený celkový záměr, který mají ty stroje sledovat, ale může jít třeba i o reakce na různé terénní nerovnosti. Nebo se to může týkat práce s hrubým materiálem… V takových případech je dobré, když k rozhodování dochází přímo na místě. Třeba v případě, že se tam třeba vyskytne nějaký velký kámen a tak. Výzkumníci na univerzitě v Curychu na ETH, kde jsem pomáhal s učením, tak tam se právě zabývají robotickou výstavbou a vytvořili systémy na automatické bagry, které dokážou třeba sbírat velký kameny, naskenovat je a pak rozhodnout, kam je vložit, aby z nich poskládali stěnu.

Zahrádkaření ve vesmíru

Vy jste pracoval na projektech jako je třeba Praha na Měsíci, Skleník na Marsu, Lunární vůz. Co bude dál?
Teď třeba děláme s americkou firmou ThinkOrbital na zajímavých projektech modulů, které by se daly svařovat a skládat roboty přímo na oběžné dráze nebo na Měsíci a díky tomu by se dalo docílit mnohem větších objemů modulů, než jak je tomu při klasické logistice raketami. Takže tohle je takový ambiciózní projekt, v rámci kterého připravujeme celou sérii vesmírných stanic a modulů, které se jmenují Think Platforms a připravujeme výzkum stavebních technologií určených do vesmíru, které jsou založené na svařování pomocí elektronového paprsku, řezání a různé další metody. Tyto aktivity byly podpořené NASA. Byli jsme vybráni jako jedna ze sedmi firem, společně s firmami jako SpaceX a Blue Origin a dalšími špičkovými americkými vesmírnými firmami právě pro spolupráci na vývoji těchto nových modulů. Já tam dělám ředitele architektury a spolupracuji s inženýrským týmem. Vyvíjeli jsme nové koncepty modulů a dále připravujeme celou řadu experimentů, přičemž jeden by měl letět v podstatě řádově asi za půl roku do vesmíru.

NASA loni oznámila, že našla ideální prostředí, ideální místo, kde konkrétně na Měsíci stavět. Mělo by to být v jeskyních, kde je stabilní teplota kolem 17 °C. Je toto i pro vás jako architekty rozhodující, když ty moduly navrhujete? Všimla jsem si totiž, že většina těch návrhů je na povrchu, ne v jeskyni. Tak je tohle velká změna?
Je tam řada výhod, ale je celá řada nevýhod. Takže ve chvíli, kdy chcete například uchránit lidi a zařízení před radiací, tak je výborné to schovat pod zem do nějaké lávové trubice. Ale zase na druhou stranu tam může být problém s různými terénními nerovnostmi nebo s tím, jak se tam dostat. Na naší planetě jsou některé jeskyně pohledně přístupné, ale jsou i hůře dostupné. Na Měsíci byly vidět i některé jeskyně s propadlým stropem. Častokrát se člověk musí rozhodovat podle toho, jaké výhody převažují. Spousta věcí se dá pohodlně postavit přímo na povrchu Měsíce.

A jak se ze Země řeší ty fyzikální rozdílnosti? Už jste třeba zmínil právě radiaci. Je tam jiná atmosféra, jiná gravitace. Jak víte, že když něco navrhnete, tak to opravdu na tom Měsíci nebo na Marsu může fungovat, může existovat?
To je založené na těch 66 letech, co lidstvo do vesmíru létá, tedy na předešlých zkušenostech. A v podstatě to je stále taková evoluce systémů. Celá řada věcí byla otestovaná v rámci programu ISS. Pak se připravovala celá řada věcí právě pro misi na Mars v NASA, kde se vyvíjely nové generace nafukovacích modulů a tak. A potom na základě tohohle výzkumu architekti a inženýři navrhují nové verze, které jsou častokrát evolucí toho, co už bylo vynalezené. Určitě je důležité nejdřív ty věci otestovat na Měsíci, než se poletí na Mars, protože tam spousta věcí právě nemusí fungovat. Ve chvíli, kdy máte vozidla, která přestanou fungovat po třech týdnech a potřebujete s nimi na Marsu fungovat ještě rok, než se vrátíte domů, tak to je samozřejmě nepříjemnost. Já bych na ten Mars osobně moc nepospíchal, protože to je prostě trošku past co se týče návratu. Tam má člověk omezené možnosti návratu. Zatímco z Měsíce se dá dostat domů řádově za tři dny, když je nějaký problém.

Mě zaujalo s tou radiací, že jsou třeba návrhy, které používají jako určitou clonu zmrzlou vodu.
To navrhovali naši kamarádi z firmy Search v Americe a dělali to právě také ve spolupráci s NASA centrem. Dělali kryty celého modulu z ledu, což byl zajímavý koncept a dalo se tam využít i té průsvitnosti například pro pěstování rostlin.

Když mluvíte o pěstování rostlin, tak vy jste navrhoval i skleník na Marsu. Navrhoval jste hydroponický systém. Můžete vysvětlit, co to je, jak to funguje a jak by to mohlo ve vesmíru fungovat, abychom tam mohli pěstovat nějaké plodiny?
Zrovna rozšiřování pozemské přírody je moje oblíbená téma. Zabýval jsem se výzkumem celé řady skleníkových systémů a modulů a právě na projektu Eden ISS, který byl taková celoevropská kolaborace vedená německou vesmírnou agenturou, jsem měl na starosti vyvinutí konstrukce skleníkových modulů, které by se daly rozložit a nafouknout při přistání. Vymýšleli jsme to tak, aby se daly zároveň vevnitř rozložit co nejlépe vnitřní konstrukce a ušetřil se čas astronautů. Na těch vnitřních konstrukcích pak můžete mít umístěný třeba různé hydroponické moduly a přihrádky. To je pěstování rostlin ve výživným roztoku, ale jsou třeba také technologie, u kterých můžete použít aeropony, kde se sprejuje na kořeny, které jsou ve vzduchu, výživný roztok a může to růst ještě rychleji. Funguje třeba fogponie, což znamená, že jsou rostliny v takové mlze. Rostliny se mohou také pěstovat v substrátu, který se dá mixovat s místní půdu s nějakým organickým humusem, aby se docílilo takového pěstování jako u nás na Zemi.

A co si takhle může vypěstovat za zeleninu?
V podstatě základní zelenina jako třeba rajčata, okurky, ale ani ovoce by neměl být problém. Důležité je, aby to nebyly moc velké rostliny, aby se dobře vešly do skleníků a byl tam hlavně dobrý poměr růstu, potřebné energie a toho, aby z nich byl dostatek živin.

A předpokládám, že živočišná výroba nebo chov nějakého zvířectva to je až další krok?
Už se to také testuje. Třeba v Lunárním paláci v Pekingu, to byl velký experiment skleníku do vesmíru, chovali moučné červy. Dají se třeba použít cvrčci. Vhodní jsou právě menší živočichové, kteří dokážou rozkládat celulózu, abyste z toho získala proteiny a další živiny a zároveň dobře zužitkovala nestravitelné zbytky rostlin. A zrovna ty cvrčky můžete vlastně velice efektivně chovat i na naší planetě a můžete ušetřit oproti chovu hovězího velké množství vody, která může být v některých oblastech problém. Ostatně i můžete ušetřit i množství skleníkových plynů a tak, a zároveň to může být kvalitní protein. Takže tohle je vlastně věc, která má celkem blízko jak vesmíru tak zároveň by třeba velmi zlepšila uhlíkovou balanci třeba České republiky.

Využívají se tyto nápady pro vesmírné stavby nějakým způsobem i na Zemi?
Třeba 3D tisk je zrovna jedna z věcí, na jejichž výzkumu mě bavilo se podílet.

Pochopila jsem, že 3D tisk bude hrát velkou roli ve vesmírném stavebnictví…
Přesně. Je to vhodná technologie do vesmíru jak pro stavebnictví, tak i pro výrobu různých produktů vevnitř. S kolegy v NASA JPL jsme se zabývali vývojem stavebního systému, který by dokázal spékat měsíční prach pomocí mikrovln.

Ten tisk z měsíčního prachu, to mě zajímá, jak by to vypadalo?
Mikrovlnka (i s běžným výkonem pro použití v kuchyni) dokáže spéct měsíční prach na pevný materiál. Takže potom můžete mít třeba robota, který v případě NASA měl šest nohou a přidané robotické rameno, které v sobě integrovalo takovou troubu a dávkovač prachu. A pomocí takového robotu potom můžete ukládat ten prach v nějakých vrstvách a rovnou je zapékat. Takže takhle můžete postavit třeba stěny a tak.

Využití místních materiálů bude asi hodně důležité nejenom na Měsíci, ale i později na tom Marsu. Mezinárodní vesmírná stanice je od povrchu Země jenom nějakých 350 kilometrů, takže tam asi není problém cokoliv dovést, ale na Měsíc už to přeci jenom bude trošičku problematičtější. Orientujete se tedy jako architekti na využití právě místních surovin?
Využití místních surovin je klíčové. A pak recyklace materiálů. To ovšem nabývá na významu i na naší planetě.

To je taky jedna z věcí, která se dá využít pak i tady…
Koloběh živin ve vesmíru (vody, vzduchu a tak) je dobré co nejvíc uzavírat, aby nedocházelo ke ztrátám. Jsou systémy, které jsou založené čistě na chemických a fyzikálních procesech, ale jsou i systémy, které můžou být založené na integraci rostlin do toho koloběhu. A ty jsou dobré právě pro dlouhodobější základny, dlouhodobější život někde ve vesmíru. Díky rostlinám a nižším živočichům nebo případně i rybám, můžete takhle uzavřít skvělý koloběh živin, vody a vzduchu do takové mikrobiosféry. Takže vlastně můžete biosféru na naší planetě nějakým způsobem komprimovat a potom exportovat na další místa ve vesmíru.

Přesuneme do továrny do vesmíru?

Váš kolega Ondřej Doule v jednom rozhovoru říkal, že vesmírní architekti se musí mnohem víc soustředit na potřeby člověka, který se v extrémním prostředí nepřizpůsobí. Vnímáte to stejně?
Určitě. To je jedna z hlavních náplní práce architektů ve vesmíru, aby vyhověli co nejvíce lidským potřebám.

Co je takové nejproblematičtější?
Problém je omezení prostoru a také omezení váhy. Ve chvíli, kdy tam potřebujete odvézt omezené množství zásob a máte k dispozici malý prostor, tak musíte přemýšlet v různých scénářích toho, jak třeba ty malé prostory využíváte v průběhu dne a tak. Takže tam je jedna výzva za druhou.

Četla jsem, že postupem času se do vesmíru přesune část výroby, bydlení a dokonce i zábavy a úkolem architektů je vytvořit pro to vhodné prostředí, tak jak by mělo vypadat?
Na to jsou výborné třeba ty technologie od ThinkOrbital, kdy můžete při startu jedné rakety Starship vynést do vesmíru jenom komponenty na budoucí moduly a to vám umožní potom postavit třeba sférické moduly, které jsou mnohonásobně větší, než kdyby to byly válcové moduly, které schováte do rakety. Takže vy vlastně pošlete jakoby takový IKEA balíček poskládaných komponentů a ty vám pak ta robotická ramena poskládají na místo. Dovnitř by se pak vložily další části toho interiéru. A to už potom jsou tak velké moduly, že v nich může být prostor na bydlení, laboratoře, ale třeba i na kulturu a další funkce. Takové velké moduly jsou dobré třeba na výrobu – ve vesmíru pak můžete dělat továrny s větším objemem a je to dobré třeba i na servisování satelitů a nebo na úklid vesmírného smetí. To je mimochodem čím dál problematičtější – kolik je na oběžné dráze nefunkčních satelitů a různých zbytků raket a podobně. A dřív než by došlo k nějakým řetězovým reakcím, kde se začnou mezi sebou tyto zbytky ničit, tak je dobré je pomocí autonomních sond posbírat. A daly by se potom třeba tady v těchto velkých modulech schraňovat a pak najednou poslat do atmosféry. Takže tam je spousta možností využití.

A zajímavý jsou třeba technologie, kde můžete například vytvořit solární panely z toho měsíčního prachu. A právě jsem se chtěl spojit s jednou firmou, která třeba teď vyvíjí technologie na výrobu solárních panelů, jak do vesmíru, tak na zemi, že by to dokázali dělat z písku, třeba v poušti. A to by bylo revoluce, že potom se třeba někde na Sahaře, kde se tam navozili kontejnery s těmi mašinami, a vlastně pak by se tam začaly dělat nějaké velkoplošný solární panely a těm by se třeba potom dalo vytvořit jako superzdroj bezemisní elektrické energie. Případně by se dal lokálně dělat zelený vodík a ten pak posílat třeba z Maroka na lodích nebo nějakými budoucími potrubími do Evropské unie a tím by pak šlo nahradit zemní plyn.

Hotel Mars

A to je to, jak vesmírná architektura nebo vesmírný výzkum může přispět i ke zlepšení života na Zemi. Dokázal byste odhadnout, jaká je nejbližší budoucnost do dobývání vesmíru ve smyslu jeho osidlování?
Myslím, že teď může velkou roli hrát turismus. Ostatně vesmírný turismus už nyní pomáhá v případě SpaceX s vývojem nové generace raket, kdy byl vývoj Starship z části sponzorovaný japonským miliardářem Maezawou. A v podstatě výměnou za ten příspěvek budou mít sponzoři takovou turistickou misi do vesmíru. Součástí jedné takové mise byl vybraný i český umělec Yemy tady z Liberce. Vybrali z milionu lidí sedm umělců, které vezmou s sebou na palubu. Myslím, že turismus teď dobře začíná nahrazovat původní hlavní tahoun vesmírného průmyslu, kdy to byly státní zakázky a vojenské zakázky. Teď se to začíná trochu demokratizovat. Už se to otvírá lidem a je to o tom, že to můžou být turisté, kteří jsou super bohatí, kteří k sobě vezmou kámoše, případně umělce. A potom můžou být turisté typu oficiální astronaut nějaké země, který se dostane do vesmíru skrze firmu, která to provozuje jako vesmíru turistiku. Češi třeba takhle dostali nabídku, že asi za miliardu korun poslat astronauta do vesmíru, kdybychom chtěli a kdybychom na to měli peníze. Takže možnosti jsou neuvěřitelné. To, že se tady tohle všechno posouvá k tomu, aby se to zlevnilo, bylo to dostupnější a v podstatě se lidstvo ve větší množství dostalo dál, je samozřejmě krok dobrým směrem.

Takže myslíte, že pokud něco bude stát na Měsíci jako první, tak to bude nějaké ubytování pro turisty, nějaký hotel?
No jo, já myslím, že to je určitě jedna z věcí, které tam budou hrát velkou roli. Můžou to být i různé hotelové řetězce. Teď například jeden velký hotelový řetězec (myslím, ze Sierra Nevada, Sierra Space Corporation) spolupracuje na vývoji vesmírného hotelu. Takže na tom Měsíci to bude hrát ze začátku i větší roli, než jak se vždycky říkalo, že tam jsou zdroje Helia 3, profuzní elektrárny, které by se tam dalo vytěžit… Na takových konceptech jsme také pracovali, ale podle mě větší ekonomický tahoun bude zatím ta turistika.

Máme materiály, máme technologie a díky turismu možná i finance, co chybí k tomu, aby na Měsíci skutečně už něco stálo?
Já myslím, že to je otázka času dneska. A hlavně nějaké asi globální politické stability. Je to o tom, jaké budeme řešit aktuální problémy a jestli bude dobrá atmosféra na to budovat světlé zítřky nebo budeme řešit nějaké žhavější problémy na naší planetě. Já myslím, že kdybychom chtěli, tak se ty věci dají dělat z fleku. Ve chvíli, kdy by byla třeba větší veřejná podpora, tak se dá na Měsíci stavět mezinárodní vesmírné základny během pár let. Třeba z technických hledisek takové úskalí nevidím. Ale spíš je to otázka motivací společnosti, dostupných financí a času s tím spojených.