Rozhovor s Ondřejem Doule o mimozemské architektuře

 

Ondro, v září jsi ukončil studium na International Space University (ISU) ve Štrasburku, což by se dalo volně přeložit jako Mezinárodní kosmická univerzita. Během studia jsi zkoumal možnosti architektury na zemské orbitě a dokonce na Marsu. Mají pozemská a mimozemská architektura vůbec něco společného? V čem se nejzásadněji liší?   O: 1. Mimozemská architektura ve srovnání s pozemskou je teprve u svého zrodu. Za první možný architektonický počin lze považovat ruskou stanici Saljut a následně americkou Skylab. Obě již dávno dosloužily a Zemi již neobíhají. V současné době je na oběžné dráze Země Mezinárodní kosmická stanice, největší stanice v historii lidstva. Lze říci, že se jedná o jedinečný inženýrský a politický počin, ovšem stěží zde můžeme hovořit o architektuře. Stanice je navržena s důrazem na maximální stupeň přežití, ale s minimální „obyvatelností“, bez modulů, věnovaných bydlení. Obyvatelnost – míra pohodlnosti užívání ve vztahu k lidským potřebám  

2. Principy návrhu pozemské a mimozemské architektury jsou si velice blízké:
   • Architekt je nucen u mimozemské architektury respektovat prostředí v trochu širším kontextu (odlišná gravitace, radiace, atmosféra, zdroje energie, prvků, aj.)
   • Architekt je omezen možnostmi transportu mnohem více u mimozemské architektury, než při návrhu architektury pozemské. Typ raketového nosiče je třeba zvolit na základě nosnosti, vlastností oběžné dráhy, nebo trajektorie transportu.
   • Mimozemská architektura není zatím omezena kulturním a historickým kontextem, ovšem je omezena politickým, legislativním rámcem.
   • Z finančního hlediska je mimozemská architektura pouze v možnostech nejbohatších jedinců světa nebo kosmických agentur a to hlavně z důvodu finančně nákladného vynesení konstrukce na oběžnou dráhu.
   • Co do typologie, mimozemská architektura má v blízké budoucnosti v dosahu hlavně výzkumné stanice (habitaty), orbitální hotely a těžební stanice (např. na Měsíci).
   • První mimozemská architektura se bude od pozemské odlišovat vztahem k nehostinnému prostředí vně architektury a bude se soustředit na oblast návrhu interiéru. Obzvláště u orbitálních habitatů se bude jednat také o produktový design.   Jak jsi se vlastně o ISU dozvěděl? Je o školu velký zájem, nebo se o ní moc neví? Jaké jsou podmínky přijetí? A jaké na ní panuje prostředí?   O: O ISU jsem se poprvé dočetl na stránkách Evropské Kosmické Agentury a následně jsem našel (via Google) oznámení o první prezentaci ISU v ČR v březnu 2007, kde jsem se osobně setkal s manažerem ISU a vůbec prvním českým studentem na ISU Matějem Kutilem.   V ČR se o škole moc neví, ovšem ve světě je o ní velký zájem. Jedná se o velmi jedinečný interdisciplinární kurz s velmi efektivním způsobem výuky.   Pokud chcete na ISU studovat, musíte mít alespoň bakalářský titul. ISU je jakási nadstavba v kosmických vědách a může na ní studovat student jakéhokoliv technického, humanitního nebo jiného oboru. Dále musíte dobře zvládat anglický jazyk. Podmínky přijetí jsou podrobně na www.isunet.edu.   Prostředí ve školním areálu ve Štrasburku (Francie) je interdisciplinární a interkulturní (já jsem studoval roční magisterský kurz). Studentů je v ročníku cca 50 s velmi odlišným vzděláním (inženýrské obory, fyzika, biologie, právo, politika, ekonomie, management, architektura, psychologie aj.), různého věku (cca od 20 do 40 let) a různých národností (cca 25 každý rok). Prostředí má jedinečnou, přátelskou atmosféru, každá profese, kultura a národnost je respektována v rámci západoevropského stylu výuky. Každému ze studentů je přiřazen osobní poradce ze členů akademického sboru. Ten je studentovi kdykoliv k dispozici k osobnímu plánovaní studia, výzkumu nebo kariéry. Snad každý absolvent ISU vám potvrdí, že studium na ISU mu „rozšířilo obzory“ v oblastech kulturní tolerance, mezinárodní spolupráce, týmové práce a samozřejmě ve znalostech kosmických oborů.   No dobře, a teď kolik to stojí.   O: Roční program, který jsem absolvoval stojí 25 000 Eur. Ovšem jelikož je ČR od minulého měsíce členem Evropské Kosmické Agentury (ESA) studenti ČR mají nárok na proplacení plného školného od ESA. Současně studenti ČR můžou zažádat na Francouzském konzulátu (obvykle do konce února) o příspěvek na bydlení od francouzské vlády. Já jsem ani jednu z těchto možností financování neměl.   Když jsme nastupovali na FA ČVUT, tak nám hned na začátku profesoři říkali: už nikdy se nebudete na architekturu dívat stejnýma očima jako dřív. Studium vás nejen naučí, ale i navždy donutí dívat se jinak. Studium na ISU Ti určitě posunulo obzory co se týče technologií, vesmírných raketových programů a podobně. Díváš se na vědecko-fantastické filmy stejnýma očima jako předtím, než jsi na školu nastoupil? Tedy, předpokládám, že vzhledem k zájmu o mimo-zemskou architekturu občas na nějaké sci-fi koukneš.   O: Máš pravdu, vědecko-fantastické filmy jsou mé oblíbené. Obvykle mi prolítne hlavou myšlenka jak asi generují gravitaci v kosmických lodích a stanicích pokud tedy nerotují. Ale jinak se obecně snažím zábavu a práci moc nemíchat.   Gravitaci můžeme teoreticky generovat lineárním zrychlením, hmotou, magnetizmem a rotací (dostředivá síla). Poslední zmíněná metoda je v současnosti jediná technicky proveditelná a je krásně prezentována ve vědecko-fantastickém filmu „2001: A Space Odyssey“ z roku 1968 (S.Kubrick, A.C.Clarke). Předpokládám, že sci-fi, které prezentuje stanici nebo kosmickou loď s horizontálně „nasekanými“ palubami prostě počítá s ostatními možnostmi generování gravitace a tudíž se jedná o sci-fi ve velmi vzdálené budoucnosti ;o).   Jeden z Tvých projektů je hotel na orbitě Země. Jedná se o sci-fi, o hudbu vzdálené budoucnosti, a nebo již dnes máme k dispozici potřebné materiály a technologie? Jaká technická úskalí je třeba překonat, aby se dovolená sto dvacet kilometrů nad zemským povrchem stala realitou?   O: Orbitální hotel se bude pohybovat ve výšce 300 – 500 km. V současné době jsou na oběžné dráze 2 zkušební habitaty amerického hoteliéra Bigelow, který koupil technologii nafukovací konstrukce od NASA JPL a tu využívá ke konstrukci hotelu ve 350 km nad Zemí. První části hotelu by měly být v provozu okolo roku 2010. Konkurenci Bigelow Aerospace představuje společnost Excalibur Almaz jejíž strategie je vyslat na oběžnou dráhu zakoupené ruské moduly Saljut, přeměněné na hotel a společnost Galactic Suite představující inovativní modulový koncept pod vedením architekta Xaviera Claramuta.   Pro ty, kteří budou chtít cestovat pouze těsně nad 100 km (tzv. neoficiální hranice vesmíru) budou k dispozici služby suborbitálních letů od společnosti Virgin Galactic (USA) snad už od konce roku 2009.   Technická úskalí spočívají obecně ve spolehlivosti a efektivnosti raketového pohonu. I když je „kontrolovaná exploze“ zatím jediná možnost jak se ke hvězdám přiblížit, stále se jedná o velmi nespolehlivé zařízení ve srovnání s provozem např. letadla. Otázka materiálů snad ani není nejkritičtější. Materiály jako Kevlar, Nextel, lehké kovové kompozity jsou dostupné a v budoucnu budou i materiály na bázi carbon-nano-tubes. Možnost bioregenerativní atmosféry je ve vývoji a bude dobrou náhradou současných systémů podpory života. Je třeba si také uvědomit legislativní stránku turistických letů. Reálnou možnost vynést turistu na oběžnou dráhu umožňuje v současné době pouze legislativní rámec Ruské kosmické agentury. Zatímco americké komerční společnosti mají legislativně umožněno provozovat suboritální turismus.   Nemůžu si pomoct, ale upřímně nevím, co by se v orbitálním hotelu dalo dělat. Jistě, vydržel bych dvě tři hodiny civět u okýnka a nechat se opájet tím úžasným pocitem, že jsem ve stavu beztíže a vidím Zemi z kosmu, ale dva týdny by mě to asi nebavilo. Podle mě to sklouzne k tomu, že lidi začnou dělat totéž co na Zemi – pouštět si filmy, poslouchat hudbu. Nebude to ty dva týdny nuda? Přijde mi to jako být dva týdny jen v ZOO.   O: Je dost pravděpodobné, že po tvém prvním vstupu do stavu beztíže dostaneš mořskou nemoc (přes 70 procent astronautů na raketoplánu zažilo tuto zkušenost). Plná aklimatizace trvá 1 – 2 dny. Předtím ovšem zažiješ zrychlení v řádech G v centrifuze a následně i při startu. První lety budou trošku připomínat adrenalinové sporty. Za několik minut dorazíš do vesmíru a budeš tak jedním z mála pozemšťanů, kteří zakusili pobyt na oběžné dráze.   Po aklimatizaci si začneš užívat výhledů z hotelu na oběžné dráze. V závislosti na vlastnostech oběžné dráhy uvidíš několik západů a východů slunce za den a současně každý oběh Země bude po jiné trajektorii a tudíž s jiným výhledem na oceány a kontinenty,noční a denní Zemi.   Dále můžeš pozorovat planety naší soustavy, Měsíc aj. a to za mnohem lepších pozorovacích podmínek než na Zemi neboť ti „nestíní“ zemská atmosféra.   Pohyb ve stavu beztíže je těžko představitelný. Nejde jen o to, že „plaveš“ ve vzduchu jak je libo, především vnímání okolního prostředí se velmi mění a to skrze komplexní fyziologické změny ve tvém těle. Distribuce krve ze srdce již není svázána pozemskou gravitací a tudíž dochází k překrvení horní části těla a následné adaptaci organismu. Hodně záleží na návrhu interiéru jak ti umožní si tento stav beztíže vychutnat. Určitě je mnoho aktivit, her a experimentů, které by se daly vykonat ve stavu beztíže, záleží jen na tvé fantazii a na bezpečnostních pravidlech provozu hotelu. Například sochařství může ve stavu beztíže získat absolutně jiný rozměr. Cestování bude obvykle v páru za doprovodu jednoho astronauta, což zaručuje mnohem více zábavy než kdybys cestoval sám a samozřejmě ti bude umožněno komunikovat s příbuznými a přáteli na Zemi v průběhu tvého pobytu ve vesmíru.   Jedna z jedinečných aktivit může být též tzv. Extra Vehicular Activity (EVA). Pohyb ve volném vesmíru pouze ve skafandru.   Z duchovního hlediska je celková zkušenost mnoha astronauty popisována jako něco jedinečného. Člověk si prý uvědomí, jak je naše planeta jedinečná, krásná a jak bychom si jí měli vážit. Je tedy možné, že účastník vesmírného pobytu může dojít jakéhosi osvícení.   Plán turistického pobytu v kosmickém hotelu zatím žádná společnost plně neodhalila. Dá se předpokládat, že pobyt v orbitálním hotelu bude součástí delšího programu,   který bude obsahovat tréninkovou a vzdělávací část o kosmickém programu, historii atd. Délka pobytu v hotelu bude záviset  hlavně na možnostech transportu do hotelu a může se pohybovat v rozmezí několika dnů. Pobyt zřejmě nepřekročí 14 dnů z důvodu bezpečnosti a délky aklimatizace na pozemskou gravitaci. V současné době je již znám negativní vliv dlouhého pobytu ve stavu beztíže na lidské tělo.  

      

Jeden z Tvých projektů se týká prvních fází kolonizace Marsu – měl jsi navrhnout základnu pro deset lidí, která by dokázala po omezenou dobu autonomně fungovat v nehostinném prostředí marťanské atmosféry. Je kolonizace Marsu na ISU významným tématem? Zkus si zahrát na proroka – jak bude podle tebe kolonizace probíhat? Spíše formou projektu Biosféra II, který je vlastně ohromným autonomním skleníkem, v němž okamžitě může existovat člověk, nebo náletovým vysazením mikroorganismů, které připraví podhoubí pro vyšší a vyšší organismy?   O: ISU se více soustředí na témata blízké budoucnosti a to hlavně z důvodu možnosti okamžitého uplatnění výzkumných projektů a absolventů ISU v kosmickém průmyslu. Osídlení Marsu je téma vzdálenější budoucnosti.   Já jsem byl přizván k projektu konceptu základny na Marsu (MB10) vědci z NASA Ames Research Center (Chris McKay). Mars je zajímavý pro vědce nejen z pohledu studia procesů analogických k Zemi (k porozumění procesů na Zemi), ale hlavně z pohledu potenciální obyvatelnosti, hledání extraterestriálního života a porozumění vzniku života. Mars a Země mají spoustu podobností, kterým se zde v krátkém odstavci nestihnu věnovat, ale musím zmínit, že skrze studium atmosférických procesů na Marsu a analýzou možností teraformingu Marsu byla odhalena problematika globálních klimatických změn na Zemi a zahájení rozsáhlejšího výzkumu.   Pokud bych měl předpovědět způsob osídlení Marsu, tak si troufnu tvrdit, že bude plně závislé na našich možnostech osídlit (alespoň dočasně) Měsíc. Bez možnosti testování na Měsíci prvních robotických habitatů navržených pro Mars  se na Mars stěží dostaneme a usídlíme a to nejen z logistického hlediska (cesta na Měsíc trvá cca 7dní, na Mars cca 6 měsíců se současným typem pohonů). První habitaty budou tedy rozkládací a nafukovací konstrukce zaměřeny mimo jiné na výzkum využití lokálních zdrojů pro potenciální výstavbu a vývoj architektury pramenící plně z vlastností a možností prostředí Marsu. Případná další fáze osídlení dá tedy vzniknout skutečné mimozemské marťanské architektuře.   Mars je velmi důležitý z vědeckého hlediska. Zda je třeba uvažovat o osídlení z jiného důvodu nemohu potvrdit. Předpokládám tedy, že první osídlení bude vědeckou základnou, která poskytne posádce bezpečné a pohodlné bydlení, vybavení pro výzkum a komunikaci se Zemí. Její infrastruktura umožní výměnu posádky na základě strategie mise a životnosti základny. Dle délky mise bude také základna vybavena skleníkem pro produkci atmosféry a potravin (mise o délce cca 600 dní - viz MB10 koncept) nebo pouze zásobníky se vším potřebným pro život (mise o délce cca 30 dní – viz Mars Direct od Prof. Zubrina).   Experimenty s vysazením života na Marsu budou podléhat pravidlům planetární ochrany a budou prováděny nejprve v malém měřítku s extrémofilními bakteriemi a postupně se přejde k experimentům s rostlinami. Atmosféra  na Marsu je složena  z více jak devadesáti procent z CO2 a sluneční radiace proniká snadno řídkou atmosférou[1]. Zda si ovšem rostliny poradí s nebezpečným zářením gama je třeba experimentálně prozkoumat. Snížená gravitace (1/3 pozemské) by neměla být pro rostliny problém. Nyní již víme, že na Marsu je voda ve formě ledu (mise Phoenix, léto 2008) a že tato voda byla s velkou pravděpodobností v minulosti v tekutém skupenství (půda, kterou analyzoval Phoenix byla označena za „úrodnou“ – proběhla reakce hornin s vodou). Tato skutečnost poukazuje na možnost vzniku života na Marsu v minulosti. V současnosti život na Marsu není vyloučen a to hlavně pod povrchem a v níže položených lokalitách u vulkánů a v oblastech potenciální hydrothermální aktivity.   Je vlastně dlouhodobý pobyt člověka na Marsu reálný? Dovedu si představit, že se zde docela dobře adaptují nižší formy života, zejména prokaryota a ze skupiny eukaryota řekněme mechy, houby, rostliny, prvoci. Moc dobře si ale nedovedu představit, jak se zde dlouhodobě adaptují vyšší obratlovci včetně člověka. Marťanská gravitace je oproti té zemské třetinová, to nutně musí mít na svaly a kostru zcela jiný vliv než zemské 1G, o jiném spektru záření a odlišné atmosféře vůbec nemluvím.   O: Pobyt v třetinové gravitaci je třeba buďto simulovat v habitatu s umělou gravitací na oběžné dráze anebo experimentálně ověřit na povrchu Marsu. V současnosti máme spoustu znalostí o pobytu ve stavu beztíže. Z těchto znalostí můžeme  ledacos odvodit. Tak jako turistické cestování na orbit bude vyžadovat krátkou dobu přizpůsobení, stejně tak třetinová gravitace bude vyžadovat přizpůsobení organismu.   Prostředí s nízkou gravitací (nižší než na Zemi) je zdraví mnohem méně škodlivé než stav beztíže. Největším problémem mise na Mars proto stále zůstává doprava, která trvá se současnou technologií minimálně 6 měsíců (v jednom směru). Po tuto dobu je třeba posádku udržet v dobré kondici v prostředí mikrogravitace[2], které urychluje atrofii svalů a odvápnění kostí. Z toho důvodu bude posádka muset mít velmi přesný tréninkový program jak udržet své tělo v kondici při transportu i na v průběhu mise na povrchu Marsu. Adaptace pro období dvaadvaceti měsíců (typická mise na Mars v závislosti na výhodné konstelaci planet: 6 měsíců transport na Mars + 10 měsíců mise na povrchu + 6 měsíců transport zpět na Zemi) bude vyžadovat hlavně přípravu posádky k návratu do prostředí pozemské gravitace.   Experimenty s rostlinami a živočichy na Mezinárodní kosmické stanici nám ukazují, že gravitace má zásadní vliv na formování života jaký si stěží dovedeme přestavit nebo simulovat v podmínkách pozemské gravitace. Existuje předpoklad, že vlastnosti a schopnosti organizmu budou plně spjaté se stupněm gravitace, ve kterém se daný organizmus vyvíjel. V případě trvalého osídlení Marsu lze tedy předpokládat, že lidé narozeni na Marsu nejen, že budou v průměru výrazně vyšší než lidé narození na Zemi, ale i jejich pohyb v prostředí marťanské gravitace a fyzické a psychické schopnosti se budou lišit od pozemšťanů. Pro lidi narozené na Marsu ovšem může být pozemská gravitace smrtelně nebezpečná.   Architektura pro lidi narozené na Marsu bude charakteristická „dvojitým interiérem“. Kromě interiéru obydlí jaký známe na Zemi bude muset architektura najít řešení jak udržet dýchatelnou atmosféru s výrazně vyšším tlakem než je na povrchu Marsu (např. v podobě kupole). Absolutní exteriér se tedy bude nacházet vně tlakovaného areálu a pro pohyb bude člověk nucen být vybaven skafandrem nebo vozidlem s umělou atmosférou.  Povrchová radiace zatím na Marsu nebyla změřena, ale určitě bude třeba konstrukci stínit neboť řídká atmosféra Marsu a absence magnetického pole neposkytuje pro člověka bezpečné prostředí pro život tak jako atmosféra a magnetické pole Země.   Předpokládejme, že na Marsu není život. Je kolonizace takové planety lidskou povinností? Je to pud sebezáchovy? Příležitost? Nebo jen bláhový sen?   O: Touha po poznání je neodmyslitelnou součástí člověka a proto osídlení Marsu výzkumnou základnou považuji za důležitý krok k porozumění, usnadnění a zlepšení života na Zemi. O rozsáhlé kolonizaci v dnešní době bych v tomto případě nehovořil a to hlavně z nedostatku informací, které máme o planetě Mars a z důvodu nedostatečně vyvinuté technologie, kterou lidstvo disponuje.   Vraťme se na závěr z Marsu do reality: Jak bude vypadat tvůj nejbližší program?  

O: Po Novém Roce se vracím z Čech do Francie, kde v současné době pracuji dálkově na doktorské práci (na FA ČVUT) na téma „Obyvatelný prostor 21. století“, které chci věnovat maximum času. Jinak jsem zaměstnán na ISU ve Štrasburku ve Francii, kde pracuji na výzkumu orbitálních habitatů a zastávám pozici „teaching associate“ („space architect“). 

[1] Pro fotosyntézu je třeba energie (sluneční záření), CO2 a voda

[2] Mikrogravitace = stav beztíže    

Ondřej Doule (* 20.1. 1978) absolvoval inženýrské studium na fakultě architektury ČVUT v červnu 2006 a následně nastoupil studium doktorské v oboru teorie architektonické tvorby u paní doc. Michaely Brožové, které nyní studuje třetím rokem. V průběhu prezenčního studia na fakultě architektury spolupracoval s několika ateliéry v Praze a pracoval také na půlroční stáži v Paříži v ateliéru Renza Piana (prostřednictvím FA ČVUT), kde poprvé zakusil sílu a jedinečnost spolupráce na mezinárodní a interkulturní úrovni. V srpnu 2007 absolvoval letní školu astrobiologie v Alpbachu za podpory České Kosmické Kanceláře a v září 2007 nastoupil roční program na International Space University (ISU), poskytující interdisciplinární vzdělání v oblasti kosmických oborů v interkulturním prostředí ve francouzském Štrasburku. Studium na ISU absolvoval v září 2008 po dokončení tříměsíční stáže v National Aeronautics and Space Administration (NASA) v USA v Kalifornii. Znalostní nadstavba z ISU mu umožňuje zeširoka studovat principy a komplexnost architektonického navrhování, na kterém pracuje v rámci svého doktorátu. Ondřej Doule je v současné době zaměstnán na ISU jakožto Teaching Associate se zaměřením na architekturu ve vesmíru. Jeho výzkum na ISU potvrzuje také historicky první přednáška na ISU v listopadu 2008 na téma Architecture Of Space Habitats For Space Tourism (Architektura vesmírných habitatů pro vesmírný turismus) založena na výzkumu „pod dohledem“ mistra nebeské mechaniky Dr. Nikolaie Tolyarenka a architekta se specializací na vesmírné habitaty Dr. Daniele Bedini.