Okrajové novinky II

Minulý díl tohoto průběžného seriálu byl zaměřen hlavně na klimatickou změnu, „geoengineering“ a podobně. Tento díl nebude tak monotematický a bude spíše takový letem světem, v čemž bych rád pokračoval i nadále, aby bylo lépe pokryto spektrum „okrajovin“.

Začněme poněkud kontroverzní záležitostí. Jak je obecně známo, Spojené státy vyhlásily před lety program k znovudobytí Měsíce lidmi. Ovšem cílem tohoto programu (byť vzdáleným viz. např. v češtině [1]) je i pilotovaný let na Mars. Při takovémto letu však astronauti musí opustit bezpečí van Allenových pásů a budou vystaveni zvýšené radiaci (kosmické záření a především proudy částic při slunečních erupcích). Naše znalosti toho, jak radiace působí na živé organismy jsou však zatím omezené. Z tohoto důvodu se NASA rozhodl o obnovení výzkumů, týkajících se vlivu radiace na organismus [2]). Jedním z vybraných projektů je i studium vlivu kosmického záření na nervový systém kotulů veverovitých (Simia sciureus).

Až do dnešních dnů byl vliv kosmického záření zkoumán na hlodavcích, konkrétně krysách a bylo při něm zjištěno, že ozáření má vliv na učení a paměť, kupříkladu se mnohem hůře orientovaly v bludištích než krysy neozářené. Ačkoliv důvod není stále dostatečně objasněn, je známo že radiace způsobuje vznik vysoce reaktivních volných radikálů, které poškozují tkáně a můžou se podílet na procesu stárnutí. Nicméně krysy jsou přece jen vzdáleny lidem a nelze jednoduše extrapolovat jak radiace ovlivní výkon a mozkové funkce astronautů – proto je třeba použít primátů, jejichž organismus je lidskému bližší. Jak jsem psal v úvodu, jedná se o kontroverzní projekt, protože v jeho rámci chtějí vědci jednorázově opice ozářit dávkou, kterou obdrží astronauti během celé tříleté mise na Mars. Kontroverzní proto, že jednorázová dávka, byť ekvivalentní, není totéž jako tříletá expozice, za druhé je to přece jen kruté zacházení se zvířaty.

V nedávné době obdržela Planetary Society (společnost, zabývající se obhajobou kosmického výzkumu) anonymní dar určený k výstavbě a vypuštění kosmické sondy poháněné sluneční plachtou [3]. Jde o druh pohonu, u kterého není potřeba palivo, protože tlak záření zde působí podobně jako vítr u klasických plachet pohánějících lodě na mořích. Tento druh pohonu zatím nebyl nikdy operativně testován na oběžné dráze, ačkoliv již v roce 2001 Planetary Society ve spolupráci s NPO Lavochkina vypustila pomocí nosné rakety Volna (modifikovaná vojenská balistická raketa R-29R vypouštěná z paluby ponorek) experimentální družici Kosmos-1 se solární plachtou, zařízení se však neoddělilo od posledního stupně rakety a havarovalo.

Hlavním využitím tohoto druhu pohonu by měly být nepilotované mezihvězdné lety (ačkoliv v tomto případě by samotné sluneční záření nestačilo), ale z dohlednějších projektů například navedení kosmické observatoře do bodu L1. Ta by se měla zabývat sledováním tzv. kosmického počasí a varovat v případě koronálních erupcí na Slunci.

Planetary Society plánuje třístupňový projekt. První by měl být demonstrátor LightSail-1, který by měl ověřit samotný princip, LightSail-2 by měla být schopná pomocí plachty dosáhnout orbity, navedení na vyšší dráhu a zde provádět vědecká měření. LightSail-3 by konečně měla být ona monitorovací stanice v L1. Pro zajímavost ještě uveďme některé parametry LS-1: povrch plachty 32 m2 v rozvinutém stavu (plachty samotné budou tvořeny pokovenými mylarovými vlákny) a hmotnost sondy 4,5 kg. Pro více detailů viz. [3] (anglicky, rozhovor s Luisem D. Friedmanem, šéfem Planetary Society).

Už dlouhou dobu si lidé kladou, otázku, kde se na Zemi vzal život. Pokud vynecháme různé mystické a kreacionistické představy a zůstaneme na půdě vědy, existují v podstatě dvě hypotézy. První je taková, že prvotní organické molekuly vznikly přímo na naší planetě z tehdejší atmosféry za přispění elektrických výbojů (blesků). Tuto možnost prokázal již v 60. letech Stanley Miller ve své dnes již klasické práci [4]. Tento druh syntézy však mohl probíhat jen ve velmi rané atmosféře obsahující methan a vodík, ale pozdější geologické záznamy ukazují, že je tato možnost jen málo pravděpodobná. Také druhá hypotéza stavějící na tom, že základní stavební bloky živých bytostí byly na Zemi dopraveny pomocí komet a asteroidů při impaktech, je zpochybňována, a to z toho důvodu, že při nárazu se uvolní velké množství tepla a tyto látky jsou v kyslíkové atmosféře rozloženy za vzniku jednodušších molekul jako je oxid uhličitý.

Nyní Peter Schultz z Brown University in Providence a Seiji Sugita z University of Tokyo navrhli třetí možnost [5]. Jejich výzkumy ukazují, že ačkoliv organické látky obsažené v kometách a asteroidech jsou při impaktu zničeny, mohou zároveň vznikat látky nové. Při jejich experimentech v Ames Research Center (výzkumné centrum NASA) vystřelovali projektily složené z polykarbonátu proti kovovým terčům. Tímto způsobem simulovali typický impakt určitého druhu meteorického materiálu na povrch Země. Analýzou vzniklých produktů zjistili přítomnost velkého množství kyanidů, které vznikly reakcí uhlíku v projektilu s dusíkem v atmosféře. Kyanidy jsou velmi reaktivní a jejich následnými reakcemi mohly vzniknout složitější organické molekuly důležité pro vznik života. Obzvláště dusík v nich obsažený je součástí aminokyselin, látek zcela nezbytných pro pozemský život.

Poslední novinka není vůbec okrajová, naopak bych řekl, že je přímo průlomová. Týmu okolo spektrografu HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) organizace ESO (European south observatory) se podařilo vyřešit několik desítek let starou záhadu [6]. Asi 60 let je známo, že Slunce obsahuje jen velmi málo lithia, třetího nejlehčího prvku ve vesmíru, což je neobvyklé, protože jiné Slunci podobné hvězdy tento nedostatek nejeví. Studiem spekter 500 hvězd z nichž 70 má exoplanety vědci zjistili, že právě hvězdy s planetárním systémem trpí stejným nedostatkem lithia. Odpověď je tedy prostá, Slunce (a jiné hvězdy s exoplanetami) má nedostatek lithia kvůli planetám. Unikátně velký vzorek hvězd navíc vylučuje, že by nízký obsah lithia souvisel s nějakou jinou vlastností, jako například stářím hvězdy.

Tento objev má také zásadní vliv na další objevování exoplanet: pomocí poměrně levného zařízení bude lze na základě obsahu lithia rozhodnout, která hvězda stojí za další průzkum.