Ľudstvo sa v priebehu pomerne krátkej éry vesmírneho prieskumu podarilo prekonať niekoľko dôležitých hraníc, ktoré sa dovtedy zdali neprekročiteľné.

Najznámejšou je výška 100 km, ktorá je všeobecne považovaná za hranicu vesmíru a ľudia ju prekonali už mnohokrát. Oveľa ďalej sa však nachádza vesmírna hranica, ktorej prekročenie vyžaduje oveľa náročnejšie podmienky a úsilie.

Je ňou koniec heliosféry, obrovskej bubliny okolo Slnka, ktorá zároveň označuje hranice našej slnečnej sústavy. Aj keď sa ľudstvu podarilo túto desivú hranicu prekročiť, stalo sa tak len pomocou robotických sond a po neuveriteľne dlhom cestovaní. Ešte vždy sa však nepodarilo identifikovať všetky jej vlastnosti, ktoré sa môžu pre ľudí ukázať ako smrteľné.

Desivá vesmírna hranica

NASA opisuje hranicu heliosféry ako bitku na medzihviezdnych hraniciach, na ktorých dochádza k nárazu nabitých častíc zo Slnka, teda slnečného vetra, do medzihviezdneho média, ktoré je tvorené rôznymi plynmi a medzihviezdnym prachom. Aj keď nie je vnútro slnečnej sústavy práve prívetivým priestorom, medzihviezdne médium je ešte desivejšie a slnečný vietor preto vedci považujú za nášho obrancu.

V medzihviezdnom médiu sa totiž okrem prachu a plynov cestujúcich takmer rýchlosťou svetla nachádzajú aj kozmické lúče. Tie pozostávajú z nesmierne energetických častíc a sú vysoko rádioaktívne a našťastie pre ľudstvo je väčšina z nich odrazená práve slnečným vetrom, prípadne zemskou atmosférou.

Do medzihviezdneho priestoru sa doteraz dostali len dve sondy – Voyager 1 a Voyager 2, ktoré o procesoch v týchto desivých končinách priniesli nesmierne dôležité informácie a dáta aj napriek tomu, že väčšina zariadení na ich palubách viac nefunguje. Ako sa však ukázalo, musia prekonať ešte jednu dôležitú hranicu, ktorej sa zrejme nikto z nás nedožije.

Nič o nej nevieme

Sondy Voyager prekonali hranicu heliosféry na rôznych miestach, keďže jej tvar nie je pravidelný a ako nasvedčujú najnovšie analýzy získaných dát, jej tvar sa navyše vlní. Podarilo sa napríklad detegovať plazmové vlny a získať dôležité dáta, ktoré momentálne pomáhajú vo výskume tvaru heliosféry a jej interakcie s medzihviezdnym médiom.

Obe tieto sondy sú na ceste k ďalšej kľúčovej oblasti, ktorá je do značnej miery hypotetická a nik si nie je istý, ako vlastne vyzerá. Je ňou takzvaný Oortov mrak, ktorý má pozostávať z miliárd komét a planétok.

Tie sú však príliš malé a vzdialené na to, aby ich dokázala dnešná technika spoľahlivo detegovať. Jeho existenciu vnímame vďaka kométam, ktoré brázdia slnečnou sústavou a ich dráhy naznačujú, že musí takéto mračno existovať.

Bohužiaľ je tu však jeden zásadný problém. Najvzdialenejšia sonda Voyager 1 je momentálne vzdialená od Slnka 160 AU (1 AU; astronomická jednotka = vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom; 150 miliónov km), tvrdí TheSkyLive. Začiatok Oortovho mraku je však očakávaný vo vzdialenosti až 2 000 AU a ľudská sonda sa ho preto zrejme nedotkne ešte 300 rokov, vysvetľuje NASA.

Nič zatiaľ nezistíme

Voyager 1 sa však blíži na koniec svojej dlhej cesty a NASA je pripravená ho vypnúť v roku 2025. Aj keď sa teda jeho nefunkčná schránka so známou zlatou platňou dostane do Oortovho mraku, ľudstvu žiadne užitočné údaje neposkytne. Čo viac, nie je isté, či cestu cez toto mračno prežije. Jeho vonkajšiu hranicu má totiž prekonať až o 30 000 rokov a nie je vylúčené, že dôjde k jeho zrážke s kométou.

Samotné zlaté platne so správou pre mimozemšťanov ale obsahujú urán-238, ktorého polčas rozpadu dosahuje až 4,5 miliardy rokov. Tak dlho môže letieť vesmírom za predpokladu, že sa s ničím nezrazí. Aj po tak dlhej dobe môže putovať ďalej, keďže sa len zmení jeho zloženie. V tom najhoršom prípade sa stanú sondy Voyager jediným dôkazom o existencii ľudstva, keďže môžu prežiť aj Slnko a Zem.

Vedci však plánujú obe tieto sondy predbehnúť pomocou oveľa inovatívnejších a rýchlejších zariadení, ktoré prekonajú v dohľadnej budúcnosti nielen hranice heliosféry, ale tiež Oortov mrak a v pomerne krátkej dobe docestujú k najbližšej hviezde. Toto kozmické eso pritom pôsobí prekvapivo jednoducho aj napriek tomu, že je absolútnou špičkou vesmírnej techniky z dielne ľudstva.

Zloženie pripomína hviezdy

Podobne ako samotné hviezdy, aj medzihviezdne médium, označované skrátene ako ISM, sa skladá prevažne z vodíka (90 %) a hélia (8 %), píše portál SPACE. Nachádzajú sa v ňom však aj oveľa ťažšie prvky, ktoré vznikli vďaka umierajúcim hviezdam a v skutočnosti je nesmierne ťažké si tento priestor predstaviť.

Nepripomína hmloviny plné plynov a prachu s vysokou koncentráciou a v skutočnosti je ešte vždy vákuom, ktorého každý cm³ obsahuje len približne 10 000 atómov. Pre porovnanie, každý cm³ zemskej atmosféry obsahuje nespočetné bilióny atómov. Môže sa preto zdať prekvapivé, že tak riedko rozložená hmota dokáže byť pre sondy a ľudí tak nebezpečná.

Medzihviezdna plachetnica

Najlepším kandidátom na prvé dosiahnutie ďalšej hviezdy či dokonca exoplanéty je takzvaná solárna plachetnica, ktorá musí spĺňať hneď niekoľko podmienok. Tou prvou je extrémne nízka hmotnosť, keďže slnečné žiarenie nebude na dostatočne rýchle poháňanie takejto sondy stačiť a vedci chcú preto využiť nesmierne výkonné pozemné lasery.

V nedávnej štúdii napríklad uvažujú nad laserom s výkonom 100 GW – pre porovnanie, doteraz najvýkonnejší laser používaný na väčšie vzdialenosti na Zemi dosahuje výkon „len“ 300 kW, teda 0,0003 GW a je schopný zostreľovať drony a rôzne blížiace sa strely. Vedci síce využívajú oveľa výkonnejšie lasery, avšak tie často fungujú len zlomok sekundy a sú využívané v laboratórnych podmienkach.

Ročná energetická produkcia jadrovej elektrárne Mochovce by dokázala poháňať tak výkonný laser len približne tri až štyri dni. Keďže však nie je možné uložiť tak enormné množstvo elektrickej energie a následne ju takou rýchlosťou laserom odovzdať, bude takýto kozmický laser vyžadovať vlastné elektrárne s extrémnym výkonom.

Aj pri sonde s hmotnosťou jedného jediného gramu je tak zrejmé, že bude takáto medzihviezdna misia vyžadovať oveľa vyššie financie, než pristátie ľudí na Marse.

Prečo nepoletia ľudia?

V tej istej štúdii opisujú výzvy, ktoré musí táto miniatúrna sonda prekonať a zároveň znemožnia, aspoň v blízkej budúcnosti, let ľudí k najbližšej hviezde či za hranice heliosféry. Neuveriteľne komplikovaným problémom je samotná radiácia, ktorá za hranicami slnečnej sústavy prevláda a komplikuje dizajn kozmických lodí s ľudskou posádkou.

Zo štúdie vyplýva, že bude musieť aj malá sonda odolať vysokej radiácii a nesmierne energetickým časticiam bez toho, aby došlo k vážnejšiemu poškodeniu komponentov na palube. Je preto nutné použiť štíty, ktoré budú konštrukciu ľahkej sondy komplikovať. O to ťažšia by bola konštrukcia medzihviezdnej lode s ľudskou posádkou, ktorá má ešte nižšiu toleranciu radiácie a vyššie nároky na priestor.

Solárna plachta v takom prípade neprichádza do úvahy a ľudstvo potrebuje úplne nový typ pohonu. Doteraz najrýchlejším teoreticky uskutočniteľným je pohon na jadrové bomby, ktorému sme sa venovali v samostatnom článku.

Praktické hľadisko však núti vedcov ďalej inovovať a hľadať nové možnosti. Zatiaľ sa však zdá, že ľudia túto nebezpečnú bariéru tak skoro neprerazia – ak vôbec.