5. listopadu 2013 odstartovala k Marsu raketa. Jednalo se o první indickou meziplanetární misi Mangalyaan a o ohromný hazard. Pouze 40 % misí vyslaných k Marsu velkými vesmírnými organizacemi – NASA, Ruskem, Japonskem nebo Čínou – bylo kdy úspěšných. Žádná vesmírná organizace neuspěla hned při prvním pokusu. Navíc indická vesmírná organizace ISRO disponovala velmi malými finančními prostředky: zatímco marsovská sonda Maven od NASA stála 651 milionů dolarů, rozpočet na tuto misi činil 74 milionů dolarů. Pro srovnání, rozpočet filmu „Marťan“ činil 108 milionů dolarů. A ISRO vyslala svou raketu teprve 18 měsíců od zahájení prací na ní. O několik měsíců a několik milionů kilometrů později se orbitální sonda připravila na vstup do gravitace Marsu. To byl kritický okamžik. Pokud by orbiter vstoupil do gravitace Marsu pod špatným úhlem, třeba jen o jeden stupeň, buď by se zřítil na povrch Marsu, nebo by kolem něj proletěl a ztratil by se v prázdnotě vesmíru.
Přihlaste se k odběru týdenního zpravodaje Backchannel.
Zpět na Zemi čekal jeho tým vědců a inženýrů na signál z orbitální sondy. Konstruktérka mise Ritu Karidhalová pracovala 48 hodin v kuse, poháněná očekáváním. Jako dítě Minal Rohit sledoval vesmírné mise v televizi. Nyní Minal čekala na zprávy o orbiteru, který spolu se svou kolegyní Moumitou Duttou pomáhala konstruovat.
Když signál konečně dorazil, řídicí místnost mise propukla v jásot. Pokud pracujete v takové místnosti, říká zástupkyně ředitele operací Nandini Harinathová, „už se nemusíte dívat na napínavý film, abyste cítili vzrušení ze života. Cítíte ho při každodenní práci.“
To nebyl jediný úspěch mise. Snímek vědců slavících v řídicí místnosti mise se stal virálním. Dívky v Indii i mimo ni získaly nové hrdinky: takové, které nosí sárí, vážou si květiny do vlasů a posílají rakety do vesmíru.
Raketa odlétá. Nebude na nikoho čekat.
Když byla Moumita Dutta v deváté třídě, studovala světlo a připadalo jí fascinující. Tato posedlost ji přivedla ke studiu inženýrství. Když se v roce 2006 v indickém městě Kalkata na východě země dočetla v novinách, že se Indie chystá zahájit svou první misi na Měsíc, byla zrovna na cestě. Byla to šance napravit národní příležitost, kterou Indie propásla o půl století dříve. ISRO byla založena koncem šedesátých let, v době, kdy probíhaly závody o Měsíc. Ale jako vesmírná organizace v nově nezávislé zemi s velmi omezenými zdroji se ho agentura nikdy nezúčastnila. Indická mise k Měsíci v roce 2008 byla dlouho připravovaná, stejně tak historická jako přelomová. „Myslím, že lidé, kteří na ní pracovali, měli obrovské štěstí.“ Moumita opustil nabídku doktorátu v zahraničí a přestěhoval se přes půl země, aby se připojil k misi ISRO na Měsíc.
Když ISRO v roce 2012 oznámila misi na Mars, jejím hlavním cílem bylo vybudovat schopnost vstoupit do gravitace Marsu a po příletu tam provádět vědecké experimenty. Mise, zejména s ohledem na omezené zdroje země, by musela být dokončena v rekordním čase. Raketa musela být vypuštěna v době, kdy byla vzdálenost mezi Zemí a Marsem nejkratší, tedy v polovině roku 2013: na naplánování, sestavení a otestování všeho na palubě bylo pouze 18 měsíců. Orbiter musel vstoupit na eliptickou oběžnou dráhu kolem Marsu zpoza planety a přerušit tak veškerou komunikaci se Zemí v nejdůležitější fázi mise. To by vyžadovalo vyvinout plně autonomní schopnosti, které by ji udržely v chodu. Orbiter mohl nést 5 senzorů k provádění vědeckých experimentů. Výhrada: musely by vážit méně než 15 kilogramů, tedy 33 liber, dohromady.
Moumita senzory znala. Nyní dostala za úkol sestrojit a otestovat první vědecký přístroj svého druhu, který by detekoval metan na Marsu.
ISRO
Ukazuje se, že senzor, na kterém Moumita pracovala, nemohl být aktuálnější. V roce 2014 zjistilo marsovské vozítko NASA Curiosity ve svém bezprostředním okolí prudký nárůst metanu. Vzhledem k tomu, že přítomnost metanu by mohla naznačovat, že na Marsu byl kdysi přítomen buď život, nebo voda, jednalo se o vzrušující objev. K vyvození smysluplných závěrů je však zapotřebí vědecký přístroj, který dokáže detekovat i ta nejmenší množství metanu na celém povrchu Marsu, a to ve všech ročních obdobích, po celé měsíce a roky. Pátrat v nasbíraných datech by bylo „jako hledat boha“, jak říká Moumita, „ovšem bůh je v tomto případě naším vědeckým cílem.“
Náročná citlivost tohoto hledání formovala konstrukci senzoru metanu ISRO pro Mars. Moumita před touto misí pracoval na 12-14 užitečných zatíženích, ale tohle bylo jiné zvíře. „Stavěli jsme něco, co nikdy předtím nebylo postaveno, takže každý den byl novou výzvou,“ říká.
Moumita a její kolegové dospěli k závěru, že jejich nejlepší šance na zaznamenání těchto jemných měření spočívá ve volbě optického filtru, který v meziplanetárních misích nikdy neletěl: etalon. Byl sice nevyzkoušený, ale dostatečně citlivý na to, aby detekoval i ta nejmenší množství metanu, a navíc by snížil hmotnost senzoru pod 3 kg neboli 6,5 kg. Moumita vymyslel, vyvinul a provedl testy etalonu. Bylo tak důležité tento experiment přibít, že testům byli přítomni předseda a ředitelé ISRO.
Pod dohledem svých šéfů zahájila nervózní Moumita zkušební provoz. „Nasadila jsem etalon do zkušební sestavy, tak moc jsem chtěla vědět, jestli mi poskytne výkon, který jsme hledali,“ říká. Pak mezi etalon a paralelní světelné paprsky v sestavě vložila malý metanový článek. Signál z etalonu poklesl. „Když jsem to uviděla, řekla jsem si „ouha!“. Začala jsem být dojatá. To, co jsme sestrojili, skutečně dokázalo detekovat metan. Věděli jsme, že to bude fungovat!“
Senzor poletí na Mars a bude mít Moumitův dotek. Zbývaly už jen měsíce osmnáctihodinových dnů, aby se zajistilo, že mise odstartuje v absurdně optimistickém termínu. Pro Moumita byl časový tlak bezpředmětný.
„Jsou to dlouhé hodiny,“ říká. „Ale kdykoli si pomyslím, že senzor, na kterém pracuji, bude přínosem pro mé krajany, mám pocit, že to stojí za to.“
ISRO
„Když se fikce změní ve skutečnost, nepoznáte to.“
Indie je země plná rozporů. Existuje Indie, jejíž ekonomika roste, a pak Indie s extrémní příjmovou nerovností. Jedna Indie ukazuje svým dívkám, že z nich mohou vyrůst raketové vědkyně, druhá jí nezajišťuje právo na vzdělání a bezpečí. Zatímco jedna Indie jde po nejkratší trajektorii k Marsu, druhá Indie zůstává nedostupná po silnici.
Minal Rohitová vyrůstala v 80. letech v malém indickém městě Rádžkot a v televizi sledovala start družice. Bylo to tak vzrušující, že si pomyslela: „kaam karna hai toh aisa karna hai.“
Pokud musíte pracovat, dělejte takovou práci.
Pro dívky a ženy s misijními ambicemi může být kultura v Indii někdy klaustrofobická a kariéra se může zdát jako akt vzpoury. Minalini rodiče nikdy nedovolili, aby tato kultura pronikla do jejich domova. Když jí navrhovali, aby se dále nevzdělávala – „Jak by získala vhodného partnera pro manželství?“ – její otec si to nenechal líbit. „Táta byl neoblomný,“ říká. Říkal: „Když si nenajde partnera, najde si ho sama, ale moje dcera bude studovat.“ Všichni se snažili, aby dcera studovala. Přesto bylo inženýrství v té době v Rádžkotu neobvyklou volbou povolání, zejména pro ženy, a Minal se rozhodla, že vhodnější by byla medicína. Minalini rodiče ji přeřadili z gudžarátské školy na školu s anglickým vyučovacím jazykem. Když neudělala přijímací zkoušky na medicínu, povzbudili ji, aby to místo toho zkusila v inženýrství.
O tom samozřejmě kdysi jako dítě snila.
ISRO
Minal začala svou kariéru v ISRO zajišťováním lékařského a vzdělávacího přístupu na indickém venkově pomocí komunikačních družic agentury, kde tyto služby mění život tisícům lidí. Měla štěstí, že ji podporovali její rodiče a také manžel. Její touha však nebyla ukojena. „Život je pohodlný, takže musím hledat způsoby, jak ve své práci znovu a znovu vystupovat ze své komfortní zóny,“ říká. Jinak „až se fikce změní ve skutečnost, nepoznáte to.“
Mise na Mars byla tak daleko od komfortní zóny, jak jen mise může být.
Nemožný časový plán si vynutil inovace. Běžná mise je jako štafetový závod. Týmy subsystémů, jako je Moumitův tým optiky, sestrojí svá zařízení a předají je týmu systémové integrace. Tato skupina zajišťuje, aby všechny subsystémy – optika, elektronika, mechanika – spolu harmonicky spolupracovaly a splňovaly výkonnostní kritéria. Poté je systém předán k integraci do modelu orbiteru, kvalifikačního modelu, který prochází náročnými testy. Orbiter, který nakonec konečně poletí, je replikou tohoto modelu.
„Představte si to jako starší syn a mladší syn,“ říká Minal. „Mladšímu synovi se dostává veškeré pozornosti, zatímco starší syn musí podstoupit všechny útrapy. Takže pokud starší syn projde přísnými testy, znamená to, že mladší určitě projde také. Obecně platí, že teprve po dokončení kvalifikačního modelu se začne uvažovat o letovém modelu.“
To však nebyl případ mise na Mars, která si nemohla dovolit luxus času na štafetový běh. Jednalo se spíše o žonglování. „Kvalifikační a letový model vznikaly souběžně,“ říká Minal.
Její úlohou bylo pomoci integrovat komponenty metanového senzoru do precizně vyladěného vědeckého přístroje. Za normálních okolností by veškerá její práce probíhala v kvalifikačním modelu s rezervou, kterou by bylo možné opravit v konečném letovém modelu. Ale protože se vše překrývalo, aby se stihl termín, tato rezerva neexistovala.
„Ve vesmíru není žádná chyba přípustná,“ říká. „Říkáme tomu nulová závada.“ Takže když v poslední fázi přicházely všechny přístroje k testování na kvalifikačních i letových modelech, vzpomíná Minal, „byl to velký tlak. Žádná chyba nebyla přijatelná, ani v jediném drátovém spojení. Řekl bych, že při této misi byla vyzkoušena i trpělivost, kterou neudržím s vlastním synem.“
Minal pečlivě vypracoval plány a postupy integrace subsystémů metanového senzoru. Obvykle, když subsystémy dorazí na Minalův stůl, aby byly integrovány, byly již plně otestovány a certifikovány inženýry subsystémů. Při této misi, vypráví Minal, „je ještě testovaly týmy subsystémů. Takže jsme museli důvěřovat ústně, bez dokumentů nebo certifikátů, jen od inženýra, který říkal: ‚ok, otestoval jsem to po svém, teď to vezměte vy‘. To je vše!“ Se smíchem dodává: „Modlil jsem se k bohu, aby se to po stisknutí tlačítka zapnutí zapnulo a něco nevybuchlo!“
K žádným výbuchům nedošlo. Orbiter mohl být připraven na ten, který se počítal: na start do vesmíru.
„Díval jsem se do tmy a přemýšlel, co leží za ní.“
Průměrná vzdálenost mezi Zemí a Marsem je 225 milionů kilometrů. To znamená, že signál z orbitální sondy Marsu dorazí k pozemní kontrole za 12 minut. Dvanáct mučivých minut, než se potenciálně dozvíte, že je něco špatně, a dalších nekonečných 12 minut, než k orbiteru dorazí příkaz k nápravě. Pokud je váš orbiter na pokraji katastrofy, bude tato 24minutová obrátka pravděpodobně osudná.
Proto orbiter k Marsu vyžaduje schopnost pracovat zcela autonomně. S každou vesmírnou misí tým vědců ISRO buduje své schopnosti. Mise k Měsíci v roce 2007 vybudovala jejich schopnost opustit zemskou gravitaci. Mise na Mars by k tomu musela přidat autonomní softwarový systém, dostatečně pokročilý na to, aby dokázal diagnostikovat a sám opravit jakýkoli problém, který může ve vesmíru nastat.
Konstruktérka mise Ritu Karidhalová vedla návrh a vývoj tohoto systému. „Je to jako lidský mozek. Přijímá signály ze senzorů, jako jsou oči, uši, nervová zakončení. Pokud se kdekoli ve vašem těle vyskytne problém, mozek okamžitě reaguje. To jsme museli pro orbitální modul vytvořit za deset měsíců od nuly. Museli jsme vzít každý prvek – senzory, aktivátory, motory – a pochopit, jak se může chovat nebo jak se může chovat špatně.“
Když se Ritu poprvé začala zajímat o vesmír, tak úplně netušila, že to bude tak technická záležitost. Na druhou stranu jí byly teprve tři roky. „Ptala jsem se, proč se Měsíc zvětšuje a zmenšuje. Dívala jsem se na tmu a přemýšlela, co je za ní,“ vzpomíná Ritu. „Myslela jsem si, že vesmírná věda je jen o astronomii, o pozorování hvězd. Ve skutečnosti je to velmi technická práce.“
Před devatenácti lety Ritu opustila své rodné město Lucknow v Indii a přestěhovala se na druhý konec země, aby se stala vědkyní. „Nebylo to snadné rozhodnutí, ale rodiče mě vždy podporovali,“ říká.
V den startu v listopadu 2013 se tyto sny setkaly se skutečností, když Ritu zírala na monitory v řídicí místnosti mise. Její autonomní systém byl určen ke konečné zkoušce.
V místnosti byla také Nandini Harinathová, zástupkyně ředitele operací mise.
Nebyl jeden konkrétní okamžik, který v Nandini vyvolal zájem o vědu. „Moje matka byla učitelkou matematiky, otec je velkým milovníkem fyziky. Myslím, že pro mě věda prostě vždycky byla,“ říká Nandini. Matematika byla doma tak častým tématem rozhovorů, že Nandini počítá s tím, že se s ní seznámila ještě dříve, než se naučila mluvit. Vzpomíná, jak se svým otcem studovala souhvězdí, dokud nedokázala rozpoznat různé hvězdy na noční obloze v Bangalore. „Samozřejmě jsem si nemyslela, že se někdy připojím k ISRO, ale před 21 lety se to prostě stalo.“
Pro Mangalyaan dělala Nandini matematiku, aby určila trajektorii, která by ho měla dovést k Marsu.
Při startech Nandini říká: „Vždycky mám motýly v břiše.“ Jakmile orbitální sonda odstartovala, musel tým provést kritické operace, aby mohla opustit zemskou gravitaci a vydat se k Marsu. Jak je popisuje Nandini, „byly jednorázovou záležitostí. Buď je uděláte správně, nebo ne.“ Orbiter se pohyboval po předem určené dráze podobné praku, šestkrát až sedmkrát se otočil kolem Země a při každé otáčce zapálil motory, až nakonec nabral dostatečnou rychlost, aby opustil sféru vlivu Země v přesně daném úhlu směrem k rudé planetě. První fáze mise byla u konce.
O devět měsíců později bude orbiter připraven vstoupit do nového světa:
V mezidobí Nandini pracovala v řídicím středisku mise, aby se ujistila, že sonda k Marsu dodržuje trajektorii, kterou pomáhala vypočítat a navrhnout. Pokud se kapsle od plánované trajektorie jakkoli odchýlila, její tým měl prostředky, aby ji nasměroval zpět. Zatímco Nandini byla testována na misi na Mars, její dcera skládala závěrečné zkoušky na střední škole. Nandini se vracela z řídicí místnosti mise o půlnoci a probouzela se ve čtyři hodiny ráno, aby se společně s dcerou učila.
Ale 24. září 2014 už nebude příležitost k úpravám: nastal čas, aby Mangalyaan letěl sám, a to pomocí systému, který Ritu pomáhala navrhnout. Toho dne v 7 hodin ráno vyslala orbitální sonda signál potvrzující, že sekvencer palubního autonomního systému začal pracovat. Byl připraven vstoupit do gravitace Marsu. Orbiter se pomocí aktivátorů a kol orientoval tak dlouho, dokud se nedostal do úhlu zasunutí s chybou jednoho stupně.
O dvacet jedna minut později se podle plánu spustil motor. Čtyři minuty poté se signál zastavil. Orbiter se dostal za Mars. Pokud by vstoupila do gravitace Marsu pod správným úhlem, vyslala by signál zpět na Zemi. Pokud by se tak nestalo, Mangalyaan by se už nikdy neozval.
„Každou minutu,“ vzpomíná Ritu, „jsme sledovali data a snažili se vypočítat, jestli se objevila nějaká anomálie.“ Ale samozřejmě neexistoval způsob, jak změnit samotnou misi. Dalších 26 minut čekaly týmy Ritu a Nandini v naprostém tichu řídicí místnosti mise.
Poté v 8 hodin ráno dorazil na Zemi signál. A svět spatřil oslavu nejen indické vědy, ale i úžasných žen v jejím středu.
„Na celém světě je polovina všech mozků v ženách.“
Astrofyzička Vera Rubinová, která objevila temnou hmotu, slavně napsala, že má tři základní předpoklady týkající se žen ve vědě:
„Ve vědě neexistuje problém, který by mohl vyřešit muž a který by nemohla vyřešit žena. Na celém světě je polovina všech mozků v ženách. Všichni potřebujeme povolení dělat vědu, ale z důvodů, které jsou hluboce zakořeněné v historii, je toto povolení častěji udělováno mužům než ženám.“
Nandini bohužel souhlasí, že to stále platí pro většinu žen v její zemi. „Možná je to naší kulturou,“ říká. „Vyvíjí na ženu takový tlak, že i když je ambiciózní a má talent dojít daleko, nemůže to dokázat, pokud nemá doma plnou podporu.“
Ženy z ISRO to však mohou ovlivnit. Tyto hrdinky si své příležitosti připisují díky svolení a podpoře, ať už tiché či jiné, od svých rodičů. Role indické vesmírné agentury naznačují, že je následují další. Dnes Moumita říká: „Počet žen ve vesmírné vědě v ISRO v posledních několika letech prudce vzrostl. To ukazuje, že existuje větší podpora pro ženy, které se do takové práce zapojují.“
Vskutku, téměř čtvrtinu technického personálu ISRO dnes tvoří ženy. Je před námi ještě dlouhá cesta, ale vesmírné mise jsou natolik složité, že všechny ruce – všechny mozky – musí být na palubě. Pokud saháte po hvězdách, nemůžete mezi Zemí a vesmírem postavit skleněný strop.
To je to, co žene orbitery do vesmíru a vědce do záře reflektorů. A pak může koloběh pokračovat – štafetový závod, jehož čas nadešel -, když dívky uvidí sárí v řídicím středisku mise a uvědomí si, že to mohou dokázat také.
„Pokud máte opravdové přání, dostanete se k němu, ať už tím, nebo oním způsobem,“ říká Minal Rohit, jejíž senzor pokračuje v měření metanu na Marsu. „Vždycky říkám, udržujte si krátkodobé cíle, abyste našli motivaci k jejich splnění. Pak si někde v hlavě nechte spodní cíl, jasné vyjádření toho, co v životě chcete. One big dream, many small dreams.“
„Helping the common man is my big dream,“ she says, „Mars was a small dream. Now I think: what next?“
The sky is not the limit.