Čína nejenže zprovoznila „umělé slunce“ a buduje i „umělý měsíc“

Poslední dobou sem občas dáváme články o tom, jak Čína staví umělá slunce, která si drží třeba teplotu několikanásobku žáru ve středu slunce po dobu 17 minut nebo po dobu 101 sekund udrží skoro patnáctinásobek teploty slunečního středu – konkrétně 220 milionů stupňů Celsia. Že se takové „slunce“ může hodit jako pokročilejší konstrukce elektrárny než kotel s turbínou, je asi každému jasné.

Jenže Čína začala stavět i umělý měsíc. Úplně to asi nikoho nepřekvapí, protože kosmické závody o dobytí měsíce jsou už zase v plném proudu jako před více než 50 lety. A když na měsíci přistály mise Apollo, nestačil se situaci, v jaké se posádky ocitly, nikdo divit, včetně NASA, která se na to už spoustu let připravovala.

Jakmile přistál lunární modul, zdvihly jeho trysky z měsíčního povrchu výrony prachu, které se rozletěly děsivou rychlostí do stran, zatemnily obzor a za obzorem zmizely, což předtím nikoho nenapadlo. Astronauti začali po měsíci běhat, jenže ono nešlo jen tak obyčejně kráčet. Každý pokus o krok vyvolal skok, takže se pohybovali spíše jak klokani než lidé. Dokonce, i když tam rozjeli v pozdějších misích vozítko rychlejší než ty běžné pomalu lezoucí lunochody, to vozítko napůl skákalo.

Vyvěsili tam vlajku a dodnes jsou o tom konspirační teorie, protože vlajka, ač tam nemohl být kvůli absenci atmosféry žádný vítr, trvale vlála. Není důvod nad tím tak moc kroutit hlavou, jednak ta plastová fólie, ze které vlajka byla, jakmile s ní ve vakuu zamáváte, tak pak už nemá žádné tlumení svých kmitů okolní atmosférou a vydrží tedy kmitat – vlát – neskutečně dlouho, a navíc obrovské gradienty teploty mezi stranou přivrácenou ke slunci a stranou zastíněnou vytváří značná vnitřní pnutí materiálu, a ta dokáží vlajku pohánět dál.

Proto např. teď NASA cvičí své astronauty v letounech během letových křivek kompenzujících gravitaci podobně, jako když se simuluje stav beztíže, ovšem jen tak, aby simulovali šestinovou gravitaci měsíce, a astronauti si tam hrají na písku, jako že jsou na měsíci a poskakují po regolitu.

Teď se ale objevily zprávy, že Čína dělá simulátor měsíce s horninami podobnými jeho regolitu a s jeho šestinovou gravitací působící dlouhodobě, ne jen chvíli, než letadlo musí změnit kurz. Nízká gravitace se tam totiž nebude simulovat pomocí kompenzující odstředivé síly na zakřivené dráze, nýbrž pomocí magnetismu při efektu kompenzace gravitace diamagnetismem. Když je normální diamagnetická látka vystavena mohutnému magnetickému poli, začnou elektrony v obalech jejích atomů vytvářet vlastní opačně působící magnetické pole, čehož lze využít ke zdvihnutí těch předmětů, aby vzdorovaly gravitaci.

Aby tento efekt demonstroval široké veřejnosti, uspořádal roku 1997 vědec Andre Geim ruského původu z University of Manchester pokus pro oči světa, když magnetickými poli vybudit atomy v žábě, aby se vznesla a levitovala. A když Číňané umí gigantická magnetická pole řídit tak, aby ve své magnetické pasti udělali spalovací komoru umělého slunce, proč by nevyvolali efekty magnetického nadnášení k simulaci umělé měsíční gravitace, jak když Geim udělal z žáby Ikara?

A tak spatřil po umělém slunci stvořeném magnetickým polem světlo světa i projekt umělého měsíce v magnetické pasti. Bude to koule s imitací měsíčních hornin s vysokým vakuem, kde se budou imitovat i další lunární podmínky, včetně té šestinové gravitace. Ale pozor nebude to pro taikonauty, aby se vznášeli jako Geimova žába, ani aby nacvičovali činnost na měsíci jako astronauti v letadle. Do toho měsíce by se také nějaký astronaut, pokud by byl větší než žába, těžko vešel, neboť ta koule pro lunární simulace bude mít jen 60 cm v průměru.

Jenže teď se možná mnozí diví, k čemu Čína vlastně takový maličký umělý měsíček potřebuje, když v něm na činnost na měsíčním povrchu může cvičit tak akorát žáby nebo jiné živočichy podobných rozměrů? A k tomu se rozjíždí mohutný výzkumný projekt zaměstnávající spoustu drahých odborníků a spoustu výzkumných zařízení, aby trochu nadlehčovali nějaká udělátka v té nevelké kuličce.

Jenže všechna naše zařízení a všechny naše konstrukce se na měsíci budou chovat trochu jinak a vědět dopředu jak, může ušetřit nemalé budoucí náklady. Např. jakýkoliv dopad něčeho na tvrdý povrch vyvolá v těch předmětech poněkud jiné vibrace, když ty materiálu jsou zároveň zatíženy jiným pnutím kvůli své tíži a jsou v nich jinak rozložena napětí. I když budete bušit kladivem a dlátem do kamene, budou se všechny ty předměty během těch impaktů chovat poněkud jinak. Při dlouhodobém zatížení konstrukcí vibracemi, budou vznikat únavové lomy také podle trochu jiných vzorů. Nosné konstrukce, které časem podléhají určitému prověšení, budou podléhat poněkud jinému prověšení, a to navíc v situaci, když budou z jedné strany zahřívány sluncem na teplotu pánve, zatímco z druhé strany budou v hlubokém mrazu, to slunce bude pořád svítit odjinud a pak nastane mrazivá noc. Ovšem vše bude podléhat poněkud jiné zátěži vlastní tíhou, která rekonfiguruje i všechna ostatní napětí v materiálu. Ani pořádně nevíme, co bude např. dělat v nižší gravitaci voda v kapilárách, nebo různá maziva ve strojích, zvláště za vyššího tlaku. I cirkulace vzduchu v kabině, či jeho pohyby poháněné větrákem budou trochu jiné.

Jak se budou přesně chovat vnitřní napětí a vnitřní vibrace v dynamicky pracujících zařízeních ani co budou přesně s našimi konstrukcemi dělat dlouhodobá zatížení vlastní tíhou a zároveň tím tepelným tvářením kombinace žíhajícího slunečního záření a mrazivého stínu, to úplně nevíme. A chceme-li, aby drahá zařízení pro práci na měsíčním povrchu byla efektivní a trvanlivá, tak bychom to potřebovali vědět. Vždyť teď už se nepočítá jen s takovými misemi, kdy si kosmonauti trochu zaskáčou na kameru, a posbírají pár kilo kamení.

Nyní by měly probíhat dlouhodobé činnosti. Hloubkové zkoumání hornin, i jejich těžba. Extrakce a úprava vody z regolitu. Možná i výroba vodíku a kyslíku z té vody jako paliv a okysličovadel. Spousta zařízení by tam měla fungovat spolehlivě a dlouhodobě bez zbytečných překvapení s jejich jiným chováním, které při jiné zátěži vlastní tíhou jiné bude.

K tomu všemu se takový malý pokusný měsíček bude hodit. Je to rovněž znamení, že Čína nepřipravuje jen nějaké ty jednorázové sběry zajímavých kamenů, nýbrž že by mělo jít o dlouhodobou činnost vysoce zatížených zařízení, která by měla mít dlouhou životnost a spolehlivost.

Karel Pavlíček, zvláštní korespondent CMG v Praze