Nemít kam expandovat je riziko

Astrobiologie jako věda o mimozemském životě zatím na svůj specifický objekt bádání stále čeká – v čem je nám tedy dnes užitečná?

O hledání mimozemského života se hodně mluví, reálné pokusy ho hledat ale zatím nejsou zas tak četné. Astrobiologie se mnohem častěji věnuje mnoha jiným, souvisejícím otázkám. Především poskytuje odstup a nadhled – při tomto hledání se neobejdeme bez dobré definice samotného života, a takovou otázku si biolog bádající nad konkrétním problémem zde na Zemi vůbec neklade. Astrobiologie například proměnila to, jak vůbec uvažujeme o vzniku a vývoji života na naší planetě. Ptáme se, kdy a proč se udála ve vývoji života nějaká změna, jestli byla nevyhnutelná – třeba zda to, že život vyšel z vody na souš, bylo něčím předem dáno, jestli načasování té události má nějaké skryté, nám neznámé důvody. Nebo zda velká vymírání byla způsobena vnějšími vlivy, či jde o vnitřní souvislosti planetárního ekosystému.

Jaká je tedy aktuálně rozšířená definice toho, co je život?

Podle definice NASA je život sebeudržující se systém schopný biologické evoluce. Je v tom schováno mnohé: sebeudržování předpokládá vysokou organizovanost a metabolismus – život potřebuje neustálý přísun stavebního materiálu a hlavně energie už jen na to, aby mohl existovat. A ve schopnosti evoluce se skrývá schopnost se reprodukovat, předávat dědičnou informaci. Pokud by život vytvářel pouze identické kopie, tak by se nevyvíjel. Každý další živý organismus je v něčem unikátní a přežívají ti, kteří jsou v nějakém ohledu lepší, nebo přinejmenším nejsou horší. Otázka zní: Když v simulovaném prostředí něco necháváme vyvíjet, jde už o opravdický život, nebo pouze o jeho simulaci? Ale ta otázka je spíš filosofická, z praktického hlediska nemá smysl o tom přemýšlet jako o životě, alespoň zatím ne.

A co život, který není založený na uhlíku – patří podobné úvahy do sci­-fi, nebo jde o teorii podloženou solidními argumenty?

Určitě jde o vědeckou otázku, protože o ní lze vytvářet testovatelné hypotézy. S ne­­uhlíkovým životem je to pochopitelně těžší, protože neznáme žádný jeho konkrétní příklad. Můžeme v laboratoři vytvářet neuhlíkové molekuly a zkoumat, jestli by mohly být základem hypotetického života, ale pořád nám to neodpovídá na samotnou otázku, zda takový život existuje či ne. A protože netušíme, jak přesně by měl vypadat, tak se nám bude i velice těžko hledat. Je těžké stanovit experiment, který by měl zjistit, zda existuje něco, o čem nemáme žádné informace. Podle mne ale většina života ve vesmíru bude založená na bázi uhlíku.

Na základě čeho jste o tom přesvědčen?

Je to dáno už tím, že v našich organismech jsou nejzásadnějšími prvky vodík, uhlík, dusík a kyslík a jsou to zároveň prvky ve vesmíru nejhojnější. Uhlíková chemie se ve vesmíru objevuje prakticky všude, kde to fyzikální podmínky nevylučují. S chemií, kde by uhlík nefiguroval, jsou problémy: látky většinou bývají méně složité, a pokud už složité jsou, jsou méně stabilní, takže by vyžadovaly specifická prostředí, kde by mohly vznikat a existovat. To se týká třeba života na bázi křemíku. Organické molekuly uhlíkového typu vidíme v podstatě všude – létají mezihvězdným prostorem, najdeme je na kometách, mnoha planetách i měsících, je to materiál, který je nejvíc po ruce. To pochopitelně nedokazuje, že by to nešlo i nějak jinak, ale čistě na základě hrubé statistiky jsou ve výhodě uhlík a voda.

Jen vodu asi nemáme tam, kde bychom ji potřebovali…

Nám se těžko hledá v místech, která jsou pro nás snadno dosažitelná, to ale neznamená, že by byla ve vesmíru vzácná. V posledních dvaceti letech se ukazuje, že kdybychom si sestavili žebříček těles Sluneční soustavy podle toho, kolik je na nich kapalné vody, skončí Země třetí a možná ještě dál – první je Ganymed, druhá Europa, dva měsíce Jupitera. Ze stavby těchto těles vyplývá, že tam musí být několikanásobně víc vody než v pozemském oceánu. Zřejmě je to voda, která by byla relativně příznivá pro život, jenže je daleko od Země a je skrytá pod ledovým krunýřem, takže případný život se tam bude zkoumat daleko obtížněji. Proto se třeba v současnosti i výzkum více soustředí na Mars – je to daleko snazší cíl.

Kam se za poslední roky posunul výzkum vesmíru a mimozemského života?

V sedmdesátých a osmdesátých letech převládl pohled, že Sluneční soustava je mrtvá a jediná naděje najít život je někde na planetách podobných Zemi u vzdálených hvězd, jenže ty jsou vzácné, a tudíž ve vesmíru není moc co hledat. Bohužel výzkum vesmíru tehdy zasáhlo zklamání z toho, že se nepotvrdily romantické představy z padesátých let, že na Marsu budou Marťané a na Venuši džungle. Ikonickými snímky té doby se staly fotografie pustého a prázdného Měsíce. Přitom právě už v této době začaly přicházet záběry ledových měsíců vnějších planet, které naznačovaly, že tam budou podledové oceány.

Tyto indicie všeobecnou skepsi z výzkumu vesmíru nedokázaly zvrátit?

Přelomovým objevem byl až oceán na Saturnově měsíci Enceladu. V roce 2004 k němu dospěla sonda Cassini a i díky našim vědcům z katedry geofyziky Matematicko­-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy se postupně podařilo namodelovat, jak toto těleso funguje. Ukázalo se, že pod ledovou krustou tohoto měsíce, který je co do průměru jen o málo větší než naše česká kotlina, je spousta vody, což je u tak malého tělesa naprosto nevídaná věc. Navíc trhlinami tryská volně do vesmíru, takže bylo možné ji chemicky prostudovat. Podle mě nejlepší místo na hledání mimozemského života ve Sluneční soustavě je právě tam: jsou tam všechny potřebné prvky, spousta energie, životu by tam nic nechybělo. Ještě před dvaceti lety by nikdo nevěřil, že bychom jednou mohli zkoumat vodu z mimozemského moře.

Další objev z poměrně nedávné doby je jezero kapalné vody pod polární čepičkou na Marsu, nalezené pomocí radaru. A naprostá revoluce, která začala v roce 1995 a od té doby neustále probíhá jako nekončící exploze, jsou exoplanety, tedy planety mimo naši Sluneční soustavu. V posledních deseti letech jsme se dozvěděli o planetách, které jsou velikostí a osluněním velmi podobné Zemi. Často to vede k unáhleným zkratkám – v novinových titulcích se tak jednou za dva měsíce objevuje, že jsme „našli druhou Zemi“, podobně jako se neustále „nachází“ voda na Marsu. My samozřejmě nevíme, jestli jsou opravdu podobné Zemi. Občas se u nějaké planety podaří pomocí spektrální analýzy detekovat nějaké komponenty atmosféry, bohužel jde ale zatím o planety, které se Zemi nepodobají v jiných ohledech.

Z toho, co říkáte, se zdá, že naše představa o vesmíru hodně vychází z toho, jak vypadá vesmír bezprostředně kolem nás. Je možné, že se bude ještě muset nějak zásadně revidovat, až se dostaneme někam dál?

Minimálně v oblasti planetologie je situace asi taková, jako kdyby někdo vyrůstal ve sklepě a znal jenom sám sebe. Můžete pak spřádat teorie, zda existují nějaké bytosti vám podobné, ale jakmile vylezete na světlo a potkáte dalšího člověka, na jednu stranu vás zarazí, jak je vám podobný ve věcech, které jste nečekali, třeba že má dvě ruce a dvě nohy jako vy, ale v něčem, co by vás naprosto nenapadlo, se od vás zásadně liší – třeba má úplně jiné zájmy či barvu vlasů. Do devadesátých let si všichni mysleli, že naše Sluneční soustava je jakýsi logický etalon. A najednou jsme zjistili, že soustava může vypadat úplně jinak, že plynná planeta typu Jupitera je blíž hvězdě než Merkur, že planety obíhají po divokých elipsách, nikoli kruhových drahách, že nejběžnějším typem planet, jaké zatím můžeme pozorovat, jsou takzvané superzemě, které jsou velikostně někde mezi kamennými a plynnými planetami, a zatím přesně ani netušíme, jaká je jejich podstata – ve Sluneční soustavě žádnou takovou vůbec nemáme. Všechno, co jsme si mysleli, bylo špatně a je otázka, co z toho, co si myslíme teď, bude usvědčeno z omylu. Ale to je právě zajímavé – kdybychom si jen potvrzovali, co jsme si mysleli v roce 1970, chyběl by důvod, proč vesmír vůbec zkoumat.

Jak se stavíte k možnosti, že člověk opustí Sluneční soustavu a bude žít někde jinde?

Pro člověka je zatím dost problematické i opustit Zemi, ale myslím, že to je hlavně záležitost rozhodnutí lidstva a jednotlivých států, nikoli věc zákonů fyziky. Fyzikálně ani technicky nám nic kategoricky nebrání, ač je to obtížné. Poslední dekády se spíš hledaly důvody, proč to nejde, protože o to nikdo skutečně nestál. USA neustále vyhlašují obnovení dobývání vesmíru a letu na Mars, pak se ale v tichosti seškrtá rozpočet a vše se posune na neurčito, než přijde další prezident se smělým plánem. Stejně je dlouho na spadnutí i návrat člověka na Měsíc. Cynicky říkám, že kosmické misi uvěřím, až uvidím let, protože Američané byli schopni zastavit sondy i pilotované mise bezmála na startovací rampě. V muzeu kosmonautiky a letectví ve Washingtonu takhle mají stanici Skylab a lunární modul, které byly připraveny k dalším misím – a skončily namísto toho jako exponát. Projekt Apollo měl jít minimálně ke dvacítce a pak mělo následovat plynulé pokračování – lety okolo Venuše a Marsu. Tento kosmický program se neměl zastavit, ale politická reprezentace se k tomu postavila tak, že vlajku na Měsíci už jsme zapíchli a závod s Rusy je vyhraný…

Když se vrátím k biologii, není jedním z hlavních problémů případného osidlování Marsu to, že jsme se evolučně vyvinuli na Zemi a obtížně se budeme přizpůsobovat jinému prostředí, počínaje gravitací?

Samozřejmě to problém bude. Teď je módní zdůrazňovat, že tyto problémy jsou fatální: „Neposílejte lidi na Mars, posíláte je na smrt, nikdy se živí nevrátí.“ Jde opět o nastavení prio­rit. V době zámořských plaveb v 15. století se považovalo za zcela normální, že velké procento posádky zemře. Nikoho tehdy nenapadlo argumentovat nutností počkat se stavěním lodí, až se objeví lék na kurděje. Poletí­-li astronauti na Mars, budou vystaveni radiaci v meziplanetárním prostoru a pravděpodobně u nich stoupne riziko rozvoje rakoviny. Ale i dnes si mnoho lidí zvyšuje riziko rakoviny mnoha různými způsoby – a přitom se nikdy nepodívají na Mars. Takže je otázka, zda jsme pro něco velkého ochotni riskovat. Až se o kosmickém prostoru dozvíme víc, budeme navíc schopni těm rizikům předcházet. Třeba už jen tím, že budeme mít rychlejší rakety a budeme umět rizikovou část letu minimalizovat.

Právě na otázce gravitace vysvítá, že to Spojené státy s kolonizací Měsíce a Marsu nemyslí tak vážně. Dodneška byly totiž všechny pobyty na oběžné dráze ve stavu beztíže. Ukázaly, že se v ní člověku nedaří úplně nejlíp, a v jiných ohledech se naopak adaptuje tak dobře, že má pak problémy s přechodem zpátky do gravitačního prostředí. Dochází k poruchám imunity a některých funkcí, třeba zraku, což je problém, zvlášť když chcete pilotovat kosmickou loď. Nikdo se ale zatím nepokusil simulovat měsíční nebo marsovskou gravitaci. Stačilo by přitom například umístit myši do centrifugy na vesmírné stanici a zkoumat, co by s nimi udělal dvouletý pobyt. Pokud bychom věděli, zda marsovská gravitace je anebo není slučitelná s dlouhodobým životem člověka, hned bychom měli jasněji, co se týče vlastní kolonizace. A naopak, kdyby bylo jisté, že lidé poletí na Mars a stráví tam několik let, nepochybně by byla snaha zjistit, jak je to ovlivní.

Jedna věc je pilotovaná expedice, která se může vypořádat s náročnými podmínkami jako jednorázovou záležitostí. Co ale skutečná kolonizace, kdy se lidé budou muset potýkat s nižší gravitací nebo absencí atmosféry?

Na stanicích gravitaci dokážeme simulovat, na povrchu planety se s ní ale musíme prostě smířit. Ochrana proti vnějšímu prostředí, ať už je to radiace nebo nedostatek atmosféry, si vyžádá vybudování prostředí umělého. Experimenty se v tomhle směru sice dělají, ale není jich zdaleka tolik, kolik by mělo být. Podle mne mají přitom tyto experimenty smysl samy o sobě – i kdybychom nikdy na Mars neletěli. Kdybychom přišli na to, co je potřeba pro udržení nějakého uzavřeného systému, v němž mohou dlouhodobě žít lidé, jsme schopni zajistit život lidem kdekoli na Zemi. Kterékoli místo na Zemi je totiž méně nehostinné než Mars či Měsíc. Říká se, že bychom měli vyřešit například ekologické problémy, než se pustíme někam do vesmíru, ale to nemusí být dvě různé věci, jedno může souviset s druhým. Díky odlišné perspektivě můžeme přijít na řešení, která by nás jinak nenapadla.

Co by vlastně bylo dnes snazší – základna na Měsíci, na Marsu, nebo na oběžné dráze?

To je opět spíše politická či ideová než technická otázka. Problémem oběžné dráhy je, že nemůže být soběstačná, nemůže se osamostatnit. Vždycky to bude jen předsunuté stanoviště. Na Měsíci či Marsu bychom se museli naučit využívat místních zdrojů. Mars je štědřejší: je tam dost vody, i když zmrzlé, je tam alespoň nějaká atmosféra. Zpočátku bychom tam ale určitě museli všechno dovážet, byť z dlouhodobého hlediska si dovedu představit, že většinu základních věcí – potraviny nebo stavební materiály – by bylo takové osídlení schopné zajišťovat z místních zdrojů. Na oběžné dráze ale můžeme třeba provozovat laboratoř v beztížných podmínkách, jaká je dnes na Mezinárodní vesmírné stanici.

V devadesátých letech probíhala simulace umělého ekosystému Biosféra 2. Pokračují podobné experimenty i dnes?

Prvotní experiment skončil krachem, prostředí se zhroutilo. Experimentální skleník byl potom využíván k různým jiným účelům a nyní existuje snaha vrátit jej k původnímu cíli. Podobné pokusy se dělají v menším měřítku. Biosféra ale byla extrémně zajímavá, protože se tam ukázala celá řada různých, dříve neočekávaných problémů. Například začal klesat podíl kyslíku v atmosféře. Mohl za to ve velké míře beton, který pohlcuje CO_2. Tento plyn sice vnímáme jako vydýchaný vzduch, který by nikomu neměl chybět – jenže když zmizel z atmosféry, rostliny neměly z čeho vytvářet kyslík a obyvatelé se tam začali dusit.

Jak je to s terraformací jiných planet? Je to něco, o čem má smysl reálně přemýšlet, nebo to patří do fikce?

Terraformace je vysloveně záležitostí ­sci­-fi a není šance, že bychom se do něčeho podobného mohli pustit – na rozdíl od budování uzavřených ekosystémů, což rozhodně má smysl se učit. Je úsměvné, když člověk přemýšlí o tom, jak by vyráběl druhé Země, když zatím neví, jak by udržel přijatelné prostředí v rámci jedné budovy. To ale neznamená, že je to nemožné. Dokážeme si už dnes představit způsoby, jak například vytvořit na Marsu atmosféru, ale v současné chvíli není technicky v našich silách je realizovat. Takový úkol by byl srovnatelný s tím, že by se jeden člověk pokusil postavit pyramidu. Problém není v tom, že to nejde, jedná se o otázku měřítka.

Může být cestou, jak se srovnat se zdravotními obtížemi spojenými s pobytem na jiných planetách, genové inženýrství?

Tak daleko zatím nejsme. Dokážeme si představit, že bychom měnili gen, který je prokazatelně špatný, a vyměnili ho za nezávadnou kopii. To jsme ale pořád na úrovni mechanika, který vidí polámané kolečko a vymění ho za jiné, neporušené. Ale vylepšit nebo znovu navrhnout celý stroj, od toho jsme zatím velmi vzdáleni. Do bezprostřední budoucnosti genové inženýrství nepromluví. V horizontu stovek let to ale možné je a pak bude záležet na našem rozhodnutí, jestli takové zásahy jako lidstvo chceme či nechceme dělat.

A nebylo by hypoteticky jednodušší se geneticky přizpůsobit než se pokoušet vyvažovat nepřízeň jiných prostředí pomocí techniky?

To bude záležet na rozvoji techniky. Třeba dnes vývoj elektroniky daleko předstihl vývoj všeho ostatního a spoustu věcí, které by se daly řešit mechanicky, řešíme elektronicky, protože tu technologii máme a je levná. Dokážu si představit, že vývoj biotechnologie povede k tomu, že navrhnout člověka, který bude moct existovat na Marsu i při nízkém venkovním tlaku, bude jednodušší než tam vytvářet nějaká uzavřená prostředí nebo celou planetu terraformovat. Ale také je možné, že situace bude opačná.

Nehrozí ale v případě rozvoje různých geneticky odlišných forem člověka vznik nějakého meziplanetárního rasismu?

Mohli bychom naopak říct, že bude skvělé, že na každé planetě bude jiné lidstvo, nebude žádná jednota a ukáže se, která z těch ­variant bude úspěšná – tak to v přírodě funguje. Diverzita, ať už biologická nebo kulturní, případně ideologická, je důležitá a možná je klíčové, aby lidstvo nebylo jeden homogenní celek. Kdyby se totiž ukázalo, že cesta, kterou si celek zvolí, je špatná, pak by hodně záleželo na tom, jestli máme „zálohu“ na Marsu nebo jinde ve vesmíru. Tím, jak se lidstvo stává planetárním, vznikají nová rizika. A ta stará se ne vždy eliminují. Provázanost světa má pozitivní, ale i negativní důsledky. Dnes už žádný konflikt není lokální. Válka na jednom místě se promítá i do zbytku světa. A byť obava z jaderné války teď nestojí v centru obecného diskursu, rakety v silech stále jsou a musíme se jich bát tím spíš. Jsme teď menší rybníček a nemáme kam expandovat, to je vždycky riziková situace.

Podle toho, co říkáte, je kolonizace Marsu velmi vzdálená perspektiva. Takže představa Elona Muska, který tvrdí, že by chtěl umřít na Marsu a mít tam kolonii s osmdesáti tisíci obyvateli, je nereálná?

Já bych jej nepodceňoval. Dokázal už spoustu věcí, které byly považovány za neuskutečnitelné. Základna na Marsu, kde budou stovky lidí, je vize, která by se mohla uskutečnit ještě za našeho života. Nějaká soběstačná kolonie, to už je věc jiná. A záleží také na tom, aby Musk nebyl sám. On staví rakety, ale jen doletět na Mars nestačí. Musíte se tam o ty lidi postarat. A na tom zatím jeho firma ­SpaceX nepracuje. Nadneseně řečeno: dopraví vás kamkoli, ale co tam budete dělat, to už je vaše věc.