NASA se vydává k asteroidu Psyche – tělesu, které by mohlo být klíčem k pochopení vzniku planet a zároveň obsahovat největší známou zásobu kovů mimo Zemi. Mise, která zní jako sci-fi, přitom míří k ryze vědeckým cílům – až do samotného srdce dávné protoplanety.
NASA představila objev, který vypadá jako z filmového trháku, ale je zcela reálný: objev jedné z největších zásob drahých kovů – včetně zlata – nacházejících se mimo Zemi. Je to působivý objev, který posiluje pocit, že žijeme v době, kdy se nemožné začíná zdát dosažitelné. Stojíme před scénářem plným změn a novinek, které by mohly mít v budoucnu velmi relevantní dopad jak na vědu, tak potenciálně i na ekonomiku a způsob, jakým chápeme zdroje sluneční soustavy.
Odborníci neváhají zaměřit svou pozornost na prvek nesmírné hodnoty, jehož případný výskyt mimo naši planetu otevírá dveře nesčetným hypotézám. Je to doba, v níž nás výzkum vesmíru vede k nečekaným skutečnostem a proměnám, které postupují velkou rychlostí. Zdá se, že NASA identifikovala nesmírně cenný zdroj: asteroid bohatý na kovy, včetně železa, niklu a podle různých modelů i značného množství zlata a dalších těžkých kovů, s potenciálem změnit mnohé dosud známé perspektivy.
Ačkoli to zní jako fikce, nelze se vyhnout paralelám s dávnými zlatými horečkami. Prospektoři, kteří na Divokém západě prohledávali řeky a půdu v naději, že změní svůj osud, dnes nacházejí moderní odraz v průzkumu vesmíru. Rozdíl je v tom, že tentokrát hraje rozhodující roli technologie, která znásobuje možnosti objevování. Jedná se o zlom, který může přinést těžko představitelná překvapení a který nás vybízí k přehodnocení směru vědeckého výzkumu, ale také k zamyšlení nad etickými, právními a ekonomickými důsledky přístupu ke zdrojům mimo Zemi.
Toto nové „hledání zlata“ připomíná doby minulé, ale probíhá s pomocí nástrojů a znalostí 21. století. Ukazuje na bod obratu, který by mohl být jen začátkem něčeho mnohem většího. Pokroky, které z tohoto objevu vyplynou, by mohly mít významné důsledky a měly by být pozorně sledovány, aniž by se zapomnělo na to, že prozatím je hlavním cílem mise vědecký, nikoliv komerční cíl.
NASA našla největší zásobu zlata ve vesmíru
Podle americké kosmické agentury by největší koncentrace kovů zjištěná mimo naši planetu je spojena s objektem, který je již předmětem konkrétní mise. Takzvané „zlato NASA“ může znít jako název hollywoodského filmu, ale jde o výsledek skutečného, probíhajícího vědeckého výzkumu: mise Psyche, jejímž cílem je podrobně prozkoumat stejnojmenný asteroid, který se nachází v hlavním pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem.
Tato planetka, oficiálně pojmenovaná 16 Psyche, byla objevena v roce 1852, ale teprve v posledních několika desetiletích se díky pozorování teleskopem a radarem ukázala se její skutečná výjimečnost: je to jedna z mála známých planetek, která se zdá být složena převážně z kovu, nikoli z kamene nebo ledu, jako většina okolních těles. Právě tato vlastnost vyvolala zájem vědců a podnítila titulky o „hoře zlata“ plující vesmírem.
Jak je vysvětleno v prezentaci mise:
„Sonda Psyche, jejíž datum startu je stanoveno na čtvrtek 12. října, se NASA vydá z Kennedyho vesmírného střediska na Floridě do vzdálenosti 3,54 miliardy kilometrů k asteroidu bohatému na kovy, který se nachází v nejvzdálenější části hlavního pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Orbitální sonda, která za sebou zanechává modrou záři svých trysek a je poháněna dvojicí obrovských solárních panelů, využije svůj náklad vědeckých přístrojů, aby se o asteroidu Psyche dozvěděla více.“
Cílem mise, kterou vyvinula Laboratoř tryskového pohonu NASA (JPL) ve spolupráci s Arizonskou státní univerzitou, není těžba kovů ani jejich doprava na Zemi. Její účel je mnohem hlubší: pochopit, jak vznikají kamenné planety, a zejména jejich kovová jádra. Za tímto účelem nabízí Psyche jedinečnou příležitost: mohlo by se jednat o obnažené srdce dávné „protoplanety“, která nebyla nikdy dokončena.
Proč by Psyche mohla být plná zlata a dalších kovů?
Ve vesmíru se zlato nevyskytuje izolovaně, jako je tomu u nugetů v pozemských řekách. Je součástí složitých směsí těžkých kovů, které vznikají při extrémně bouřlivých procesech, jako jsou výbuchy masivních hvězd (supernovy) nebo srážky neutronových hvězd. Tyto kosmické události rozptýlí prvky jako železo, nikl, platina a zlato do vesmíru, kde se stanou součástí nových generací hvězd, planet a asteroidů.
Současné modely naznačují, že většina zlata na Zemi se nachází v jejím jádře, smíšená s jinými kovy, a že pouze relativně malá část se dostala do zemské kůry, kde ho můžeme těžit. V případě Psyche data naznačují, že bychom se mohli dívat na objekt, který si v dostupné formě uchovává takto koncentrovaný kovový materiál.
Odhady ekonomické hodnoty Psyche jsou velmi zarážející: některé mediální odhady šly tak daleko, že hovořily o částkách v řádu desítek bilionů dolarů, pokud by se jeho kovy ocenily současnou tržní cenou. Sami vědci však trvají na tom, že tato čísla jsou čistě spekulativní a neodrážejí současnou technologickou a ekonomickou realitu. V současné době neexistuje kapacita, která by umožnila vytěžit a dopravit na Zemi takové množství materiálu, a ve skutečnosti by zaplavení trhu takovým množstvím kovu způsobilo prudký pokles jeho ceny.
Skutečností je, že Psyche se zdá být mimořádně bohatá na kovy. Pozorování radioteleskopem Arecibo a dalšími přístroji ukázala, že odráží rádiové vlny způsobem, který je slučitelný s kovovým povrchem. Navíc její odhadovaná hustota je vyšší než u typických kamenných planetek, což posiluje domněnku, že obsahuje velký podíl železa a niklu spolu se stopami těžších prvků včetně zlata.
Cesta do nitra planet
Na oficiálním blogu NASA je také podrobně popsáno vědecké zdůvodnění této mise:
„Na základě údajů z pozemních radarových a optických teleskopů vědci předpokládají, že planetka Psyche může být součástí kovy bohatého nitra planetesimál, stavebního kamene kamenné planety, která nikdy nevznikla. Psyche se mohla během svého počátečního formování srazit s jinými velkými nebeskými tělesy a ztratit svou vnější kamennou kůru. Lidé se nemohou dostat do kovového jádra Země, takže návštěva Psyche by mohla nabídnout jedinečné okno do historie prudkých srážek a akrece hmoty, které vytvořily planety, jako je ta naše. Zatímco horniny Marsu, Venuše a Země jsou plné oxidů železa, povrch Psyche zřejmě neobsahuje mnoho těchto chemických sloučenin. To naznačuje, že historie Psyche se liší od obvyklých příběhů vzniku planet.“
„Pokud se ukáže, že planetka je zbytkovým materiálem z jádra stavebního kamene při vzniku planet, vědci se dozvědí, v čem je její historie podobná a v čem se liší od historie kamenných planet. A pokud vědci zjistí, že Psyche není obnaženým jádrem, může se ukázat, že jde o typ původního objektu sluneční soustavy, který dosud nebyl pozorován. Magnetometr sondy bude na planetce Psyche pátrat po důkazech dávného magnetického pole. Zbytkové magnetické pole by bylo pádným důkazem, že planetka vznikla z jádra planetárního tělesa. Neutronový a gama spektrometr na oběžné dráze pomůže vědcům určit chemické prvky, ze kterých se planetka skládá, a lépe pochopit, jak se zformovala. Multispektrální zobrazovací zařízení sondy poskytne informace o minerálním složení Psyche a také o její topografii.“
„Vědecký tým mise využije telekomunikační systém k vědeckému výzkumu gravitace. Analýzou rádiových vln, kterými sonda komunikuje, mohou vědci měřit, jak planetka Psyche ovlivňuje dráhu sondy. Tyto informace jim pomohou určit rotaci, hmotnost a gravitační pole planetky a poskytnou další informace o složení a struktuře jejího nitra.“
Jinými slovy, Psyche funguje jako jakási „zkratka“ do nitra planetky. Na Zemi se kovové jádro nachází v hloubce tisíců kilometrů, která je pro současnou technologii nedostupná. Pokud je Psyche skutečně obnaženým jádrem, sonda ho bude moci studovat přímo z oběžné dráhy, bez nutnosti vrtání nebo vykopávání.
Pro širokou veřejnost se může zdát překvapivé, že kovová hornina ztracená mezi Marsem a Jupiterem nám může říci tolik o naší vlastní planetě. Planetární věda je však založena právě na těchto srovnáních: studiem velmi odlišných objektů – asteroidů, komet, ledových měsíců, kamenných planet a plynných obrů – vědci rekonstruují společnou historii sluneční soustavy a procesy, které ji utvářely.
Jak vypadá sonda, která se vydá na cestu ke „zlatému asteroidu“?
Sonda Psyche je orbitální sonda o hmotnosti asi tří tun, vybavená solárním elektrickým pohonem. Namísto velkého množství chemického paliva využívá sonda motory s Hallovým efektem, které při vysoké rychlosti vystřelují xenonové ionty. Výsledkem je velmi mírný, ale trvalý tah, ideální pro dlouhou a efektivní cestu k pásu asteroidů.
Její solární panely dosahují při nasazení rozpětí křídel podobného tenisovému kurtu. Ty dodávají sondě energii potřebnou k napájení vědeckých přístrojů a pohonného systému, a to i ve značné vzdálenosti od Slunce v pásu asteroidů. Na palubě jsou mimo jiné tyto přístroje:
- Magnetometr: bude měřit magnetické pole Psyche, pokud je přítomno, a hledat stopy dávného planetárního jádra.
- Spektrometr gama a neutronů: bude identifikovat chemické prvky přítomné na povrchu, včetně těžkých kovů.
- Multispektrální kamera: bude pořizovat detailní snímky v různých vlnových délkách, aby bylo možné studovat složení a geologii planetky.
Kromě toho mise zahrnuje demonstraci technologie optické komunikace v hlubokém vesmíru, která bude testovat využití laserů k přenosu dat na Zemi vyšší rychlostí než tradiční rádiové frekvence. Ačkoli tento experiment není přímo součástí studia „zlata“ Psyche, představuje důležitý krok k budoucím průzkumným misím a případně i misím zaměřeným na využívání zdrojů.
Kdy sonda Psyche dorazí k asteroidu a co se očekává, že objeví?
Po startu se sonda Psyche bude pohybovat po trajektorii, která zahrnuje gravitační manévry – vypočítané přiblížení k jiným tělesům, například k Marsu – aby upravila svůj kurz a ušetřila palivo. Cesta k pásu asteroidů potrvá několik let a po jejím absolvování sonda vstoupí na oběžnou dráhu kolem 16 Psyche.
Mise je navržena v několika oběžných fázích, přičemž každá z nich je blíže k povrchu asteroidu. V každé fázi jsou upřednostňovány různé vědecké cíle: nejprve určit celkový tvar a hmotnost, poté podrobněji prozkoumat gravitační pole a nakonec co nejpřesněji analyzovat chemické složení a vnitřní strukturu. Vědci doufají, že se jim podaří zodpovědět klíčové otázky:
- Je Psyche skutečně obnaženým jádrem protoplanety, nebo se zformovala jiným způsobem?
- Jak velkou část její hmoty tvoří železo a nikl a jakou jiné kovy, jako je zlato nebo platina?
- Jaké geologické procesy působily na její kovový povrch po miliardy let?
Odpovědi pomohou nejen lépe pochopit vznik Země a ostatních kamenných planet, ale také zpřesnit modely rozložení kovů ve sluneční soustavě, což jsou nezbytné znalosti, pokud se má někdy vážně uvažovat o těžbě asteroidů.
Zlatá horečka ve vesmíru: Věda versus spekulace
Myšlenka „hory zlata“ ve vesmíru se dostala na titulní stránky novin a podnítila představivost investorů a začínajících firem, které se zajímají o využívání vesmírných zdrojů. Odborníci však trvají na tom, že skutečnost je mnohem složitější.
Zaprvé, dnes neexistuje žádná životaschopná technologie, která by umožnila vytěžit a dopravit na Zemi velké množství kovu z asteroidu vzdáleného stovky milionů kilometrů. Jakýkoli pokus o rozsáhlou těžbu ve vesmíru by vyžadoval obrovský pokrok v oblasti pohonu, robotiky, zpracování materiálů v mikrogravitaci a především snížení nákladů.
Za druhé, existuje mezinárodní právní rámec, který omezuje možnosti zemí a společností ve vesmíru. Smlouva o kosmickém prostoru z roku 1967, kterou podepsala většina států, uvádí, že kosmický prostor nemůže být předmětem národního přivlastnění. Ačkoli některé země, jako například Spojené státy a Lucembursko, přijaly zákony, které umožňují soukromým společnostem nárokovat si práva na vytěžené zdroje, právní a diplomatická debata není zdaleka uzavřena.
A konečně, i kdyby bylo technicky možné dopravit na Zemi velké množství zlata z Psyche, ekonomický dopad by byl nepředvídatelný. Záplava drahého kovu by mohla srazit jeho cenu a narušit celé trhy. Mnozí odborníci proto považují za realističtější uvažovat o využití vesmírných zdrojů in situ, tj. o vybudování a udržování infrastruktury v samotném vesmíru (stanice, kosmické lodě, habitaty), než o jejich hromadném dopravování na zemský povrch.
V tomto kontextu je mise Psyche jednoznačně na straně vědy. Jejím cílem není vyvolat novou zlatou horečku, ale lépe pochopit roli kovů při vzniku planet a otevřít přímé okno do procesů, které jsme dosud mohli studovat pouze nepřímo.
Kosmický původ zlata a jeho vztah k Psyche
Abychom pochopili, proč Psyche může obsahovat tolik zlata, stojí za to udělat krok zpět a podívat se ještě dál: k původu samotného prvku. Dlouhou dobu se vědci domnívali, že zlato vzniká hlavně v supernovách, explozích masivních hvězd na konci jejich života. Novější pozorování však naznačují, že značná část zlata ve vesmíru může vznikat při srážkách neutronových hvězd, extrémně energetických událostech, při nichž vzniká velké množství těžkých prvků.
V roce 2017 poskytla detekce gravitačních vln ze splynutí neutronových hvězd, doprovázená pozorováním ve viditelném světle a dalších vlnových délkách, pádný důkaz, že tyto kosmické srážky jsou skutečnými „továrnami“ na zlato a další těžké kovy. Materiál vyvržený při těchto událostech se rozptýlí do vesmíru a časem se začlení do nových oblaků plynu a prachu, z nichž se zrodí hvězdy, planety a planetky.
V tomto smyslu mají zlato Psyche a zlato Země společný původ: obě pocházejí z extrémních procesů, které se odehrály dávno před vznikem naší sluneční soustavy. Rozdíl je v tom, že zatímco na Zemi se většina zlata během formování planety nakonec propadla do jádra, na Psyche možná zůstala „zmrzlá“ ve stavu přístupnějším pro studium.
Před a po v poznání sluneční soustavy
Tento projekt by mohl znamenat přelom v našem poznání sluneční soustavy a v našem chápání vzniku planet a také otevřít novou kapitolu ve výzkumu zdrojů mimo Zemi. Nejde jen o potvrzení, zda je Psyche bohatá na zlato nebo jiné cenné kovy, ale o rekonstrukci historie světa, který mohl být a nebyl.
Pokud mise potvrdí, že Psyche je holým jádrem protoplanety, budeme mít poprvé přímý přístup do části nitra skalnatého světa, což je na Zemi nemožné. Pokud se naopak ukáže, že jde o kovový objekt vzniklý jinými procesy, budeme se dívat na typ nebeského tělesa, který dosud nebyl nikdy blíže studován, což nás donutí revidovat a rozšířit současné modely vzniku planet.
V obou případech bude vědecký dopad obrovský. A ještě jemnější bude dopad kulturní: myšlenka, že zlato a další drahé kovy se nevyskytují výhradně na Zemi, ale jsou hojné i ve vesmíru, nás vybízí k přehodnocení hodnoty, kterou jim přikládáme, a způsobu, jakým si představujeme zdroje našeho vesmírného prostředí.
Prozatím zůstává „největší zásoba zlata ve vesmíru“ záhadou zabalenou do kovu, která se tiše točí mezi Marsem a Jupiterem. Sonda Psyche je na cestě tam, aby odhalila její tajemství. To, co objeví, nám řekne nejen o vzdáleném asteroidu, ale také o nás samotných a o hluboké historii hmoty, z níž jsme složeni.