People inside

První lidé na Marsu budou pravděpodobně vegetariáni. Na palubě kosmické lodi si přivezou rajčata, zelí, mrkev, špenát, cibuli, ředkvičky a salát.

První lidé na Marsu budou také mistři recyklace. Voda, kterou s sebou povezou, projde mnohokrát jejich těly, budou dýchat stále stejný vzduch. Budou to psychicky odolní jedinci, schopní za těchto podmínek absolvovat dvě šesti až osmiměsíční cesty tam a zpět v uzavřeném prostoru kosmické lodi, nebo dokonce strávit celý jeden rok v marsovském habitatu.
Délka marsovské mise je právě to, co ji podstatně odlišuje od několikadenních amerických výletů na Měsíc realizovaných před třiceti lety. Všechny současné a minulé posádky kosmických lodí totiž jsou a byly vždy vybaveny vším potřebným pro život, tj. dostatečným množstvím kyslíku, vody a potravin, a to je luxus, který si astronauti v případě cesty na Mars již nebudou moci dovolit. Celkový objem přepravovaného nákladu by totiž značně vzrostl - a s ním výrazně i náklady na celou cestu.
Je jasné, že je třeba přejít na lepší způsob přežívání ve vesmíru. Cesta logicky vede k opakovanému využívání všech zdrojů na palubě, což je na první pohled složité, ale jak se zdá, nikoliv nemožné. Astronauti si tedy místo tun vody a nádob kyslíku s sebou povezou vlastní, kapesní biosféru. Tato technologie, jejíž vývoj se nachází v poměrně pokročilém stadiu, má název Advanced Life Support System (Zdokonalený systém podpory života) a měla by umožnit uzavřený koloběh hmoty na palubě kosmické lodi, podporovaný pouze dostatečným množstvím dodávané energie.
Výzkum, který NASA provádí převážně v laboratořích JSC (Johnson Space Center), je rozložen do několika fází. Celý složitý celek, na němž budou záviset životy astronautů, je nutno navrhnout postupně, ověřit činnost jednotlivých subsystémů a krok po kroku je sestavit a vyzkoušet. Spolehlivost systému je důležitá. Fáze výzkumu proto zahrnují mnoho simulací, výpočtů a laboratorních testů. Nezbytnou - a mediálně bezesporu nejzajímavější - součástí výzkumu jsou samozřejmě testy s živou posádkou.
Jak takový test vypadá v praxi? Poslední a zatím nejdelší pokus fáze III, při němž si pokusná posádka naplno vyzkoušela revitalizaci atmosféry, recyklaci vody a částečně se přitom živila i potravou vypěstovanou na palubě, se konal koncem roku 1997. Čtyři vybraní dobrovolníci (Nigel Packham, Vickie Kloeris, Laura Supra, John Lewis) žili po dobu jednadevadesáti dnů v ILSSTF. Tato ošklivá zkratka znamená Integrované testovací zařízení systémů podpory života a skrývá se pod ní jakási třípatrová, hermeticky uzavřená nádoba připomínající obrovskou plechovku kompotu.
O kvalitní vzduch v plících komoronautů se po celou dobu experimentu starala VPGC (Růstová komora s proměnlivým tlakem) - další hermetická komora, osazená hydroponicky pěstovanou pšenicí. Rostliny při svém růstu spotřebovávaly vydýchaný oxid uhličitý, přičemž produkovaly kyslík v množství dostatečném pro přežití posádky. V principu to vypadá jednoduše, ovšem samotné odstraňování CO2 ze vzduchu, jeho sycení získaným kyslíkem, filtrování příměsí a zachytávání stopových plynů a částic (oxid uhelnatý, čpavek, metan, mikroorganismy...) si vyžádalo konstrukci složité aparatury využívající elektrolýzy a katalyzovaných reakcí. Celý revitalizační systém byl samozřejmě doplněn o zásobníky O2, CO2, H2, H2O, aby bylo po celou dobu experimentu možné udržovat dynamickou rovnováhu atmosféry v ILSSTF.
Zajímavé je, že množství pšenice potřebné pro produkci dostatečného množství O2 je poměrně nízké - pouhých 22 tisíc rostlin na jednu osobu. Určité problémy jsou ale způsobeny nerovnoměrností produkce životodárného plynu - pšenice spotřebovává CO2 (a vytváří O2) hlavně v prostředním období růstu. K tomu, aby byl zajištěna plynulá revitalizace vzduchu, je tedy zapotřebí většího množství rostlin rostoucích ve čtyřech překrývajících se čtyřiašedesátidenních směnách. Na palubě lodi by tedy bylo třeba plných 20m2 oseté plochy na hlavu. O sázení, vyživování a sklizeň pšenice se každých šestnáct dní starají roboty a automatika, rostliny jsou ozařovány vysoce intenzivním světlem správných vlnových délek. Celý tento systém měl možnost vyzkoušet Nigel Packham - velitel komoronautů fáze III - v jednom z předchozích pokusů, při kterém strávil patnáct dní v atmosféře VPGC. Od těch dob mu nikdo neřekl jinak než pšeničný chlapec.
Voda, jejíž denní příděl činil 26 litrů na osobu - včetně sprchy a vody na praní - byla ihned po vzduchu nejdůležitějším recyklovaným zdrojem na palubě ILSSTF. Její obnova probíhala v několika stupních. Veškerá odpadní voda - ze sprchy, umývadel a pračky, ale i moč a kondenzovaná pára - byla sváděna do jediné společné nádrže. V bioreaktoru se pak působením bakterií vylučovala většina uhlíkatých organických sloučenin, kapalina byla dále vedena ke druhému bioreaktoru, v němž probíhalo štěpení dusíkatých sloučenin, zejména čpavku. Výsledná směs byla filtrována procesem reverzní osmózy, při němž byla příměsí zbavována většina vody. Zbylý solný roztok byl vysoušen horkým vzduchem a kondenzované páry vraceny do vodního cyklu. Tento postup dovolil získat až 99,9% původního množství vody, která byla na závěr průtokem přes vápníkové a uhlíkové filtry zbavována zbylých mikroorganismů a ošetřována jódem.
Ačkoliv byla takto připravovaná voda čistší, než předepisuje norma pro pitnou vodu ve vodovodních kohoutcích, určitý nepříjemný psychologický moment, daný prostě jen tím, že posádka pije stejnou vodu, kterou vylučuje, se žádnou filtrací odstranit nedal. Uzavřený koloběh 1720 litrů vody stále provokoval podivné představy. Komoronauti se mohli utěšovat: Vy venku to děláte zrovna tak, jen ta doba, než se vám do těla vrátí voda, kterou jste vyloučili, je delší než v našem případě.
Ověření kompletního potravního cyklu na palubě ILSSTF nebylo hlavním cílem testů fáze III. Posádka se tedy po většinu doby pobytu živila mrazenými a trvanlivými potravinami, k přípravě jídla používala mikrovlnnou troubu a běžné kuchyňské pomůcky. Jídelníček byl částečně zpestřen i čerstvým ovocem podávaným zvnějšku (testujeme hardware k letu na Mars, netestujeme posádku). Výjimku tvořilo deset dní, kdy komoronauti jedli výhradně plodiny, které by měly být pěstovány na Marsu, zkoušeli jejich přípravu a měřili výživnou hodnotu. Toto tzv. BIO-Plex menu obsahovalo i salát hydroponicky pěstovaný na palubě a chléb pečený z klasů sklizených poté, co pšenice splnila svoji funkci čističky vzduchu. Pevný organický odpad produkovaný posádkou byl po dobu experimentu spalován v peci, uvolněný CO2 byl pak s vodní párou opět použit na podporu růstu plodin.
Další testy, které NASA plánuje od září roku 2000, mají být zaměřeny právě na zbývající problém uzavřeného potravního cyklu. V nich má čtyřčlenná posádka (nejlépe vegetariánů) žít v uzavřeném ekosystému BIO-Plex údajně až 425 dnů, patrně na směny. Během této doby má být schopna na palubě vyrábět 90% veškeré své potravy. Projekt BIO-Plex, pokud skončí úspěšně, bude jedním z pádných argumentů realizovatelnosti cesty na Mars.
Tříměsíční pokus fáze III přečkal subsystém posádky (jak kouzelně zní terminologie NASA) úspěšně, bez újmy na zdraví. Během této doby se komoronauti nijak nenudili - jejich denní program zahrnoval měření provozu a provádění údržby systému podpory života, studium, cvičení i odpočinek. Spojení se světem zajišťovala, kromě normálního telefonu, také videokonference. Posádka ILSSTF komunikovala s řídícím centrem pokusu, se svými příbuznými a dokonce i s posádkou raketoplánu na oběžné dráze okolo Země. Komoronauti měli k dispozici dokonce internetové připojení, takže mohli během pokusu zodpovídat zvídavé otázky zasílané z celého světa. Toto diskusní fórum je dosud archivováno na webovských stránkách Johnsonova vesmírného centra (http://pet.jsc.nasa.gov). Zde se můžete dozvědět například to, jakým způsobem ženy na palubě likvidovaly použité tampony a samozřejmě i spoustu jiných užitečných informací pro případ, že se rozhodnete letět na Mars.
Ačkoliv každý z dobrovolníků mohl kdykoliv přerušit pokus a opustit palubu ILSSTF, nikdo z posádky tuto možnost nevyužil. Lidská houževnatost a touha dosáhnout vytčených cílů je zdá se větší, než představa, že se vás budou známí nadosmrti ptát: A jak ta tvá moč vlastně chutnala?