Gravitačním prakem střílíme do mezihvězdného prostoru

Zatím jediným způsobem, kterým se nám podařilo poslat sondy k hranicím Sluneční soustavy a získat první informace o mezihvězdném prostoru, byly gravitační manévry při průletu kolem některé z velkých planet naší planetární soustavy. Intenzivně se tato metoda využívá také k zrychlení a zefektivnění cest k jejím různým tělesům. Všech pět pozemských sond, které se zatím vydaly na cestu do mezihvězdného prostoru, využily gravitačního manévru v blízkosti některého z těles Sluneční soustavy. Pomocí správně navrženého těsného průletu v blízkosti planety je možné využít části energie ukryté v oběhu planety kolem Slunce k urychlení sondy vzhledem ke Slunci. Protože planeta má oproti sondě velmi velkou hmotnost, rychlost jejího pohybu vůči Slunci se odebráním energie zmenší zanedbatelně.

Naopak rychlost sondy vzhledem ke Slunci může narůst značně. Je třeba zdůraznit, že v případě sledování sondy v souřadné soustavě spojené s planetou, kolem které prolétá, bude její dráha hyperbolická a velikost rychlosti vůči planetě bude po průletu stejná. Jak bylo zmíněno, energie, která potřebná ke změně rychlosti sondy vůči Slunci, se odebere z energie spojené s pohybem planety okolo Slunce. Podobným manévrem lze také naopak rychlost sondy vůči Slunci snížit a umožnit jí dosáhnout vnitřní planety Sluneční soustavy.

V případě, že se má sonda vůči Slunci zrychlit, musí proletět za planetou, pokud ji potřebujeme zpomalit, musí proletět před ní (z pohledu směru jejího pohybu po oběžné dráze). Gravitační pole různých těles lze tak pomocí blízkého průletu využít jak ke změně směru tak i velikosti rychlosti letu sondy vůči Slunci a zajistit tak i postupný průletu kolem více těles s případným vysazením malých sond na orbitu kolem těles nebo pro přistání na jejich povrchu. Zbrzdění daleko menšího modulu není tak energeticky náročné.

Aby sonda opustila Sluneční soustavu, musí mít při startu ze Země rychlost větší než zhruba 16,7 km/s. Pokud chceme zajistit nejméně energeticky náročnou cestu sondy ze Země k nějaké planetě, musíme zvolit rychlost u Země takovou, aby se sonda pohybovala po eliptické dráze, která spojuje Zemi a planetu tak, že jedno těleso je v periheliu a druhé v aféliu. Takové energeticky nejvýhodnější dráhy k planetám se označují jako Hohmannovy. Název dostaly podle německého architekta, který je publikoval v roce 1925. Jejich nevýhodou je dlouhá délka letu k jednotlivým planetám. Let k Marsu vyžaduje rychlost startu ze Země 11,6 km/s a vede k trvání letu 259 dní. K Jupiteru je potřebná rychlost 14,2 km/s a let trvá skoro 1000 dní, což je téměř tři roky, let k Plutu potřebuje 16,2 km/s a trval by přes 45 let. Dobu letu lze zkrátit vyšší počáteční rychlostí sondy. Sonda New Horizons tak měla počáteční rychlost 16,2 km/s a k dráze Marsu letěla 70 dní. K Jupiteru, který využila ke gravitačnímu manévru, jí to trvalo 404 dní, tedy něco málo přes rok.

Sonda New Horizons využila k cestě k Plutu gravitační manévr u Jupitera (zdroj NASA)

Sonda New Horizons využila k cestě k Plutu gravitační manévr u Jupitera (zdroj NASA)

Gravitační manévr v gravitačním poli většího měsíce lze využít i pro usnadnění zaparkování sondy na oběžné dráze planety. V tomto případě dojde předáním části energie sondy měsíci ke změně relativní rychlosti vůči planetě. Tato možnost se nabízí například v případě Jupitera a jeho velkých měsíců nebo Saturna a jeho měsíce Titanu.

V přírodě takové manévry probíhají běžně a ve Sluneční soustavě posílá hlavně Jupiter řadu komet ven ze Sluneční soustavy nebo se naopak řada komet dostane ze vzdálených oblastí našeho hvězdného systému do blízkosti Slunce.

Pravděpodobně prvním člověkem, který se metodou gravitačního manévru zabýval a pochopil její možnosti, byl Guido von Pirquet na přelomu dvacátých a třicátých let. První teoretický rozbor gravitačních manévrů vypracovali v roce 1954 anglický matematik Derk Lawden a na počátku šedesátých let je velice podrobně studovali odborníci z JPL, nejznámější z nich je Michael A. Minovich. Ten popsal své výpočty v interní zprávě v roce 1961, její oficiální publikace se uskutečnila v roce 1963.

Zobrazení průběhu letu sondy v sluneční a planetární souřadné soustavě v případě urychlování sondy vůči Slunci. Je pěkně vidět, že v souřadné soustavě spojené s planetou jde o klasickou hyperbolu, kde má odlétající sonda stejnou velikost rychlosti jako přilétající. V souřadné soustavě spojené se Sluncem je rychlost po průletu větší než před ním. (Zdroj David Shortt – The Planetary Society)

Zobrazení průběhu letu sondy v sluneční a planetární souřadné soustavě v případě urychlování sondy vůči Slunci. Je pěkně vidět, že v souřadné soustavě spojené s planetou jde o klasickou hyperbolu, kde má odlétající sonda stejnou velikost rychlosti jako přilétající. V souřadné soustavě spojené se Sluncem je rychlost po průletu větší než před ním. (Zdroj David Shortt – The Planetary Society)

Je uváděna i řada dalších jmen, v jejichž pracích se zmínka o této možnosti vyskytla. Jedná se například o práce Jurije Kondraťuka a Friedricha Zandera z dvacátých a třicátých let. V polovině šedesátých let navrhl Garry Flander „Velkou cestu“, při které by mohla sonda díky velmi příznivé konstelaci planet navštívit všechny velké planety a Pluto. Úplně se sice nerealizovala, ale Voyager 2 postupně proletěl kolem Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu během pouhých dvanácti let.

Historie realizovaných gravitačních manévrů
Někdy se uvádí, že první gravitační manévr realizovala sonda Luna 3 při svém blízkém průletu okolo Měsíce. Ale zde šlo o neplánovanou záležitost. Urychlení u Jupitera gravitačním manévrem 3. prosince 1973 pomohlo opustit Sluneční soustavu sondě Pioneer 10, která startovala 2. března 1972. I když i v tomto případě nešlo o plánovaný gravitační manévr, který by zajistil cestu k dalšímu cíli. Byla to však první sonda, která se dostala za dráhu Pluta a míří mimo Sluneční soustavu. Poslední signál od ní byl zachycen 23. ledna 2003, kdy byla ve vzdálenosti 80 AU (AU je astronomická jednotka, což je délková jednotka odpovídající zhruba vzdálenosti Země od Slunce, 1 AU = 149 597 870,7 km). Její rychlost je nyní okolo 12 km/s.

Reálnou první planetární sondou, která tento manévr využila k dosažení jiné planety, však byl Mariner 10 vypuštěný 3. listopadu 1973. Ten průletem kolem Venuše 5. února 1974 svoji rychlost snížil a dostal se na dráhu k Merkuru. V témže roce 4. prosince 1974 provedla podobný manévr u Jupitera sonda Pioneer 11, který byl dvojníkem Pioneeru 10, a zrychlila tak svoji cestu k Saturnu. Po průletu okolo něj se vydala na cestu mimo Sluneční soustavu. Automat startoval 6. dubna 1973. V tomto případě se dařilo zachytávat signál ze sondy do roku 1996. Předpokládaná rychlost Pioneeru 11 byla v roce 2015 okolo 11,4 km/s a v polovině toho roku byl ve vzdálenosti okolo 90 AU. Pohybuje se směrem k souhvězdí Štítu a urazí zhruba 2,4 AU za rok.

První sonda, která využila gravitační manévr při cestě k jiné planetě by Mariner 10, který se dostal k Merkuru díky průletu okolo Venuše (zdroj NASA).

První sonda, která využila gravitační manévr při cestě k jiné planetě by Mariner 10, který se dostal k Merkuru díky průletu okolo Venuše (zdroj NASA).

Podobnou cestou do vnějších oblastí se vydaly i sondy Voyager 1 a už zmíněný Voyager 2. Voyager 1 startoval 5. září 1977 a po průletu okolo Jupitera 5. března 1979 se dostal k Saturnu v listopadu 1980. Zde se nakonec vybrala taková dráha, aby umožnila intenzivní studium jeho měsíce Titanu. Sonda se pak vydala k hranicím Sluneční soustavy směrem k souhvězdí Hadonoše. Dne 17. února 1998 dosáhla sonda vzdálenosti 69 AU a předběhla sondu Pioneer 10, její rychlost byla 17 km/s a je nejrychlejší sonda opouštějící Sluneční soustavu. V roce 2012 sonda dosáhla hranice heliosféry. Jako první ze sond začala studovat mezihvězdné prostředí. V polovině roku 2016 byla ve vzdálenosti 135 AU. Za 300 let dosáhne Voyager 1 Oortova oblaku a dalších několik desítek tisíc let mu potrvá, než jim proletí. Signály z něj by mohly být zachytitelné možná ještě okolo deseti následujících let do roku 2035.

Dráha sondy Voyager 2. V článku Davida Shortta na stránkách The Planetary Society jsou animace jednotlivých gravitačních manévrů sondy Voyager 2 jak v souřadné soustavě spojené s danou planetou, tak se Sluncem. (zdroj David Shortt The Planetary Society).

Dráha sondy Voyager 2. V článku Davida Shortta na stránkách The Planetary Society jsou animace jednotlivých gravitačních manévrů sondy Voyager 2 jak v souřadné soustavě spojené s danou planetou, tak se Sluncem. (zdroj David Shortt The Planetary Society).

Jak bylo zmíněno, realizoval Voyager 2, který startoval 20. srpna 1977, téměř celou „Velkou cestu“ a postupně proletěl okolo Jupitera, Saturnu, Uranu a Neptuna. Nyní se sonda pohybuje rychlostí 15,4 km/s. Předpokládá se, že bude také dodávat informace možná až deset let.

Sonda Messenger využila gravitační manévr pomocí průletu okolo Země ke snížení rychlosti a cestě k Venuši. Dva gravitační manévry při dvou průletech okolo Venuše ji pomohly dosáhnout dráhy Merkuru. Nakonec ke snížení rychlosti až do takové míry, aby se mohla usadit na orbitě okolo této planety, využila několik průletů a gravitačních manévrů okolo Merkuru.
Gravitační manévry využila při své cestě k Jupiteru také sonda Galileo vypuštěná 18. října 1989. Ta uskutečnila blízký průlet s gravitačním manévrem okolo Venuše a pak dvakrát okolo Země. To umožnilo sondu i s méně výkonným urychlovacím stupněm dopravit k Jupiteru i s dostatkem paliva pro zaparkování na oběžné dráze kolem této planety.
Sonda Ulysses vypuštěná v říjnu 1990 pak využila gravitační manévr při průletu okolo Jupitera v únoru 1992 k dosažení dráhy okolo Slunce velmi vzdálené od ekliptiky, aby mohla studovat polární oblasti naší mateřské hvězdy. Sklon dráhy k ekliptice byl 80,2˚.

Sonda Voyager 2 díky gravitačním manévrům proletěla kolem všech velkých planet a dostala se až k Neptunu. Nyní je v čele pelotonu pěti pozemských sond k okraji Sluneční soustavy (zdroj NASA).

Sonda Voyager 2 díky gravitačním manévrům proletěla kolem všech velkých planet a dostala se až k Neptunu. Nyní je v čele pelotonu pěti pozemských sond k okraji Sluneční soustavy (zdroj NASA).

Sonda Cassini startující v říjnu 1997 využila na své cestě k Saturnu dva gravitační manévry při těsném průletu okolo Venuše, těsný průlet okolo Země a pak kolem Jupitera. Cesta sondy k Saturnu tak trvala sice o trochu déle než po Hohmannově dráze, ale bylo možné vyslat daleko těžší sondu, než by bylo umožněno pomocí dostupných nosičů.
Čtyři gravitační manévry využila i sonda Rossete, kterou vypustila ESA 2. března 2004 ke kometě 67P/Churyumov-Gerasimenko. Sonda se potřebovala dostat do vnitřní oblasti Sluneční soustavy a toho docílila čtyřmi gravitačními manévry. Blízký průlet okolo Země byl následován velmi blízkým průletem zhruba 250 km nad povrchem Marsu. Nakonec se uskutečnily ještě dva těsné průlety okolo Země. K cílové kometě se sonda dostala v srpnu 2014 a zaparkovala na orbitě okolo ní. Během dlouhého komplikovaného letu proletěla v blízkosti dvou planetek 2867 Šteins a 21 Lutetia a mohla je prozkoumat.

Sonda New Horizons vypuštěná 19. ledna 2006, která 14. července 2015 proletěla okolo Pluta rychlostí 13,7 km/s, využila k získání dostatečné rychlosti k rychlému dosažení svého cíle gravitační manévr u Jupitera. Stává se tak pátou sondou, která opouští Sluneční soustavu. Předtím ji však čeká návštěva některého z těles Kuiperova pásu. Mělo by jít o objekt 2014 MU69. Jeho velikost je 30 až 45 km a oběžná perioda 293 let. Průzkum vnějších oblastí Sluneční soustavy je důležitý i z hlediska mezihvězdných letů. Ať už z hlediska možných základen, zdrojů surovin nebo možných rizik. Pak bude sonda následovat sondy Pioneer a Voyager a bude zkoumat hranici heliosféry a přechod slunečního prostředí v mezihvězdné.

Snímky objektu 2014 MU69 pořízený 24 června 2014 pořizované v desetiminutových intervalech pomocí Hubblova dalekohledu (zdroj NASA).

Snímky objektu 2014 MU69 pořízený 24 června 2014 pořizované v desetiminutových intervalech pomocí Hubblova dalekohledu (zdroj NASA).

Je vidět, že gravitační manévr se během historie zkoumání Sluneční soustavy poměrně intenzivně využíval. Řadě sond umožnil se dostat k jednomu nebo i více tělesům Sluneční soustavy. Celkově pět sond pomocí něj Sluneční soustavu opouští. Jejich rychlost se pohybuje mezi 11 až 17 km/s. Během jednoho roku tak urazí vzdálenost zhruba v intervalu mezi 2 až 4 AU. Všechny sondy zůstávají ne tak daleko od roviny ekliptiky. Pioneer 10 letí do směru v blízkosti souhvězdí Vozky, Pioneer 11 je pak ve směru mezi souhvězdími Hadonoše a Kozoroha, Voyager 1 pak mezi souhvězdími Pastýře a Hadonoše a Voyager 2 pak letí směrem k souhvězdí Tukana. Sonda New Horizons je nyní ve směru souhvězdí Střelce.

Celková dosažená rychlost je limitována možností co nejbližšího průletu kolem planety, tak aby sonda nevnikla do její atmosféry. Pokud chceme využít více gravitačních manévrů u více těles, jsme silně závislí na jejich vzájemné poloze. Například další „Velká cesta“ bude realizovatelná až v polovině 22. století. A to už budou raketové pohony na takové úrovní, abychom byli schopni cestovat k vnějším planetám rychleji bez využití těchto manévrů.

Sonda New Horizons bude jako první studovat objekty patřící do Kuiperova pásu (zdroj NASA).

Sonda New Horizons bude jako první studovat objekty patřící do Kuiperova pásu (zdroj NASA).

Pokud by mezihvězdná loď chtěla změnit svoji rychlost vůči galaktickém centru a změnit směr letu, může provést gravitační manévr těsným průletem okolo Slunce, případně naše sondy mohou provést podobný manévr u jiných hvězd. Taková situace je popsána v knize Arthura Clarka „Setkání s Ramou“.

Možnost většího zrychlení při gravitačním manévru
Pro zesílení účinku gravitačního manévru lze využít Oberthův efekt. Ten spočívá v tom, že změna rychlosti kosmické sondy pomocí raketového motoru je tím vyšší, čím rychleji se sonda pohybuje. Efekt je způsoben tím, že palivo už má v této situaci nějakou kinetickou energii. Jeho aplikací se například dosahuje toho, že využití paliva ve vyšších stupních rakety je efektivnější. V našem případě je tak velmi výhodné provést motorický manévr při průletu sondy v místě nejbližšího přiblížení k tělesu, kdy má sonda rychlost nejvyšší. Spojením vhodného gravitačního a motorického manévru tak můžeme docílit významné změny rychlosti. Tento případ se často označuje jako Oberthův manévr. Oberthův manévr lze na rozdíl od čistého gravitačního manévru uskutečnit i blízkým průletem okolo Slunce s využitím velmi vysoké rychlosti v periheliu.

Gravitační manévry využívající planety Sluneční soustavy, byť zesílené uplatněním Oberthova manévru sice umožní vyslat sondy ke hvězdám, ale pouze rychlostmi, které jsou v řádu stovky kilometrů za sekundu, tedy velmi malé oproti rychlosti světla. Cesta k nejbližším hvězdám tak potřebuje řádově tisíce až desetitisíce let. Velice zajímavé využití této metody, které umožňuje získat rychlosti blížící se procentům či dokonce desítkám procent rychlosti světla, navrhl fyzik Freeman Dyson z univerzity v Princetonu již v roce 1963. Rychlosti blízkých rychlosti světla by bylo možné v principu dosáhnout při průletu kolem kompaktního tělesa v těsném binárním systému. Tedy systému složeného ze dvou neutronových hvězd, černých děr, nebo kombinace těchto těles případně také bílého trpaslíka a některého z kompaktnějších těles. Pro menší urychlení stačí i vhodná dvojhvězda složená z bílých trpaslíků. Pochopitelně, že by nejdříve bylo potřeba takový systém najít a také se k němu s případnou mezihvězdnou lodí dostat.

Takto by mohla vypadat mezihvězdná loď Rama z románu A. Clárka (zdroj Rick Guidice NASA)

Takto by mohla vypadat mezihvězdná loď Rama z románu A. Clárka (zdroj Rick Guidice NASA)

Nemalé rychlosti lze dosáhnout i v systému dvou bílých trpaslíků. Pokud budeme mít systém složený ze dvou bílých trpaslíků o hmotnosti Slunce a odpovídajícím poloměru srovnatelném s poloměrem Země, které mají oběžnou periodu okolo 100 s, můžeme při využití vhodné dráhy získat rychlost až okolo 1 % rychlosti světla. Ovšem pro dvojhvězdu složenou ze dvou neutronových hvězd, které mají zhruba poloměr 10 km, hmotnosti v řádu hmotnosti Slunce a orbitální periodu okolo 0,005 lze dosáhnout rychlosti přesahující čtvrtinu rychlosti světla.

Nalezení vhodného dvojhvězdného systému může být velice těžké, protože svítí minimálně. Důležitý krok k tomuto úkolu se uskutečnil v roce 2016, kdy se poprvé pomocí interferenčního detektoru LIGO podařilo zachytit gravitační vlny vzniklé při splynutí dvou černých děr (viz zde a zde). V tomto případě jde o záznam konce takového systému, i když jsme tím získali informaci o existenci velmi hmotné černé díry, která se alespoň ve sci-fi k mezihvězdnému cestování hodí také. Zatím je problémem, že sice známe zhruba vzdálenost objektu (ta je velmi velká – 1,3 miliard světelných let), ale neznáme směr, ve kterém se nachází. To by se již brzy mělo změnit. Jakmile začne pracovat také vylepšený detektor VIRGO a indický třetí detektor LIGO, který se začal budovat v Indii, dostaneme daleko přesnější informaci o poloze velkých černých děr vznikajících splynutím dvojhvězdných systémů. Tato sestava detektorů by nás měla pravidelně zásobovat stále novými černými děrami.

Budoucí systémy, jako je japonská podzemní KARGA nebo později vesmírný systém eLISE, umožní pozorovat gravitační vlny na jiných frekvencích. To by mělo dovolit pozorování systémů dvojhvězd složených z černých děr před splynutím a také tvořené neutronovými hvězdami nebo kombinací těchto objektů. Neutronové hvězdy je možné ve specifických případech pozorovat už nyní. To jsou ty případy, kdy Zemi zasáhne kužel elektromagnetického záření hlavně v rádiovém oboru vyzařovaný ve směru její magnetické osy a neutronovou hvězdu pozorujeme jako pulsar. Ovšem takových případů, kdy je kužel záření směrován k Zemi, je málo a se stářím neutronové hvězdy signál pulsaru slábne. I z toho důvodu nám velký počet binárních systémů neutronových hvězd zůstává utajen a právě ty nejbližší by nám mohl pomoci odhalit vhodný detekční systém gravitačních vln. Pokud vyřešíme problém, jak se dostat k prvnímu z nich, mohla by ve vzdálené budoucnosti mapa jejich poloh vyřešit putování mezi hvězdami i na velmi velké vzdálenosti.

Část experimentálního zařízení LIGO se zrcadlem. Toto interferometrické zařízení detekuje gravitační vlny a pomůže najít černé díry vznikající splynutím kompaktních konečných stádií hvězd (zdroj LIGO).

Část experimentálního zařízení LIGO se zrcadlem. Toto interferometrické zařízení detekuje gravitační vlny a pomůže najít černé díry vznikající splynutím kompaktních konečných stádií hvězd (zdroj LIGO).

Pokud se podaří pomocí gravitačního detektoru zjistit blízkou černou díru, existuje ještě jedna možnost urychlení sondy na rychlost blízkou rychlosti světla. A to využití těsného průletu okolo černé díry. Je třeba zdůraznit, že i v této situaci se získá energie pro změnu rychlosti z pohybové energie tělesa, v jehož gravitačním poli sonda manévr provádí. V tomto případě sonda odebere zanedbatelnou část rotační energie černé díry a zanedbatelně její rotaci zpomalí. Je tak jasné, že se musí jednat o rotující černou díru, která se označuje jako černá díra Kerrova. Protože nejspíše všechny hvězdy rotují a mají moment hybnosti, měly by vzhledem k zákonu zachování hybnosti rotovat i všechny reálné černé díry vzniklé kolapsem na konci života velmi hmotných hvězd. Vhodným průletem těsně nad horizontem černé díry tak lze získat i rychlosti velmi blízké rychlosti světla. Sonda nesmí v tomto případě spadnout pod horizont, ale musí se dostat dovnitř ergosféry. To je oblast existující nad horizontem u rotující černé díry, kde dochází k velice intenzivním efektům strhávání časoprostoru ve směru rotace.

Pro získání energie se využije tzv. Penroseho proces publikovaný Rogerem Penrosem v roce 1963, který kromě urychlování sond umožňuje i čerpat energii z rotace černé díry. Je však třeba také obětovat část hmotnosti hvězdné lodě. Obětovaný materiál se pošle pod horizont černé díry a zvětší její hmotnost. Naopak se zvýší kinetická energie lodě a to o hodnotu, která představuje velkou část klidové energie odvrženého materiálu. Lze tak získat urychlení až na rychlosti blízké rychlosti světla. Takové urychlování pravděpodobně pozorujeme ve formě výtrysků pozorovaných u černých děr, například v případě kvazarů. Kromě otázky nalezení vhodné černé díry a dopravy k ní by bylo nutné vyřešit i konstrukci sondy, která by takový průlet a urychlení přežila. Jak bylo zmíněno, zpomalí se urychlením lodě rotace černé díry, ale jen o zanedbatelně malou hodnotu.

Možná nám gravitační detektor LISA (nebo eLISA) vytvoří mapu mezihvězdných cest (zdroj NASA).

Možná nám gravitační detektor LISA (nebo eLISA) vytvoří mapu mezihvězdných cest (zdroj NASA).

Pokud by se popsané metody gravitačního manévru využívající binární systémy nebo jednotlivá kompaktní konečná stádia hvězd podařilo realizovat a získala se mapa těchto objektů v našem okolí, dala by se skoky od jednoho k druhému postupně stále více zvyšovat rychlost sondy. Je však třeba zdůraznit, že vzdálenost k nejbližším vhodným objektům bude spíše stovky až tisíce světelných let. Případné uskutečnění takové možnosti, pokud je vůbec realizovatelná, je tak hodně vzdálené.

Touto možností jsme se pomalu dostali na hranici současné fyziky. Všechny umožňují pouze cesty rychlostí nepřesahující rychlost světla. Všechny další možnosti, které souvisí s gravitací a prostoročasem, například průlet černou dírou a využití červí díry nebo různé formy warp pohonu jsou už mimo ní a alespoň zatím jsou čistě v oblasti spekulací a fantastiky.

Závěr
Jak je vidět z přehledu, je řada možností, jak využít průlet gravitačním polem nějakého tělesa k urychlení vesmírné lodě. Gravitační manévr při průletu okolo velkých planet sluneční soustavy je zatím jedinou metodou, která nám umožnila poslat sond k hranicím Sluneční soustavy. Pět průzkumníků tak putuje ven ze Slunečního systému do mezihvězdného prostoru. Tato metoda by nám už nyní umožnila s využitím Oberthova manévru nebo v kombinaci se sluneční plachetnicí, o které se zde psalo nedávno, a iontovým motorem vyslat těžší sondu v rozumném čase na kraj Sluneční soustavy a prozkoumat detailně vlastnosti mezihvězdného prostoru.

Právě gravitační manévr umožnil vyslat Voyager 2 za hranice dané heliopauzou a začít zkoumat vlastnosti mezihvězdného prostoru. Naši vyslanci tak prozkoumávají cestu budoucím mezihvězdným lodím. (Zdroj NASA).

Právě gravitační manévr umožnil vyslat Voyager 2 za hranice dané heliopauzou a začít zkoumat vlastnosti mezihvězdného prostoru. Naši vyslanci tak prozkoumávají cestu budoucím mezihvězdným lodím. (Zdroj NASA).

Už dnes nám také velice sofistikovaně navržené gravitační manévry ulehčují cestu k různým objektům Sluneční soustavy. Je předpoklad, že intenzita jejich využívání v budoucnu poroste.

V klasickém případě však gravitační manévr neumožňuje dosažení takové rychlosti, aby se byť k nejbližším hvězdám mohlo dospět za rozumnou dobu. Takové rychlosti lze dosáhnout pouze v kombinaci s jinými pohony nebo s využitím velice exotických systémů složených z kompaktních konečných stádií hvězd.

Praktické využití těchto možností je velmi vzdálené a nejisté. Prozatím však lze v nejbližších letech čekat zlom v identifikaci a nalezení takových objektů pomocí detektorů gravitačních vln. A případně začátek vytváření mapy budoucího mezihvězdného putování. Lze doufat, že půjde o podobný zlom na naší cestě k hvězdné budoucnosti podobný tomu, jakým bylo rozvinutí metod identifikace exoplanet (viz zde).

Článek vyšel na osel.cz.

Gravitačním prakem střílíme do mezihvězdného prostoru, 2.4 out of 5 based on 52 ratings
Pin It
(Visited 3 679 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.4/5 (52 votes cast)
(Visited 3 679 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


56 komentářů ke článku “Gravitačním prakem střílíme do mezihvězdného prostoru”

  1. Adam Trhoň napsal:

    Pokud tomu správně rozumím, tak čím blíž je sonda k horizontu událostí, tím pomaleji pro ni, z pohledu pozorovatele na Zemi, plyne čas. Nebude průlet ergosférou z pohledu pozorovatele na Zemi sondě trvat ještě déle než cesta „klasickými“ způsoby?

    • dolph1888 napsal:

      Otázka přiblížení a rychlosti. Černá díra není tak nebezpečná jak se mnoho lidí domnívá, je třeba být opravdu blízko u malé aby bylo těleso vtaženo a u velkých to znamená prakticky projít horizontem. Pokud využiji k urychlení sondy (chráněné magnetickým štítem – ochrana před částicemi) na 10 – 25% rychlosti světla, je zpomalení času nepatrné a přijatelné, spočítej si to.
      https://cs.wikipedia.org/wiki/Dilatace_%C4%8Dasu
      Až nad 50% začíná být dilatace problém.

      • Adam Trhoň napsal:

        Ale já netvrdím, že ta černá díra vcucne loď. Já tvrdím, že zatímco loď kolem díry proletí za den, na Zemi uběhne sto let.

        Jako v Interstellar, když se vydali na tu vodní planetu blízko černé díry. Strávili tam všeho všudy 10 minut, na lodi zatím uběhlo 7 let…

        • dolph1888 napsal:

          Film není skutečnost, k urychlení např. na rychlost 10% – 20% rychlosti světla budeš od většiny černých děr tak daleko, že dilatace času bude zanedbatelná. Já si nevšiml, že by v tom filmu byly přesné hodnoty černé díky, vzdálenosti, hmotnosti lodi s kompletním propočtem. Dát to tam nemohou protože je to pouze vycucané z prstu ve scénáři. Jistě, když skutečně budeš chtít třeba 75% rychlosti světla, musíš se přiblížit tak blízko, že již k výraznému časovému posunu dojde.

        • Jiří Kos napsal:

          Vaše úvaha a otázka je oprávněná. Pan dolph1888 si plete dvě rozdílné věci. Dilataci času, způsobenou rychlostí vůči pozorovateli (tam je to skutečně podstatné až při vysokém procentu rychlosti světla), a dilatací času, způsobenou obřím gravitačním polem černé díry při blízkém průletu. A tam mi to není taky jasné.

        • dolph1888 napsal:

          V takovém případě by mě zajímal výpočet z pohledu pozorovatele a z pohledu přibližujícího se plavidla, rád se poučím.

        • dolph1888 napsal:

          Ještě dodám, ptám se proto, že podle mě z pohledu pozorovatele i účastníka je přece výsledek stejný, pokud projdu jen takovým zakřivením, které čas dilatuje zanedbatelně. Při malém zakřivení a malém urychlení se i z pohledu z dálky děje vše prakticky real-time, naopak při velké deformaci je pro pozorovatele jev nekonečně dlouhý (až k „zamrznutí“ času), zatímco účastníka už čeká pouze roztrhání slapovými silami.

        • Adam Trhoň napsal:

          Interstellar teorií docela drží (až na ten závěr). Co vím, tak se řešilo, jestli by ta planeta mohla vzniknout (a nebýt roztrhána slapovými silami) tak blízko černé díry (prý mohla, pokud by díra rotovala). Jestli tam nenašli nic vážnějšího…

          Ať už je průlet kolem černé díry jakýkoliv, tak uvažuju, že letíme právě proto, abychom proletěli jejím silným gravitačním polem. Silné gravitační pole znamená silné zakřivení, což znamená výraznou dilataci.

    • JardaP napsal:

      Nikdy jsem pořádně nepochopil, jak může gravitace ovlivnit čas. Není čas jen měření rotace planety, oběhu planety kolem slunce a měsíce kolem planety? Tudíž to není nic čím by se dalo cestovat nebo co by mohlo být ovlivněno gravitací? Jediné co by mohla gravitace ovlivnit je tok částic a zvyšené tření mechanických částí v rámci objektu, ale samotný čas nezpomalí, protože čas je jen imaginární pomůcka. To, že se přístrojové měření času liší mezi místem s vyšší gravitací a místem s nižší, je proto, že se zpomalil nebo zrychlil přístroj na měření času z důvodu nižšího nebo vyššího působení na jeho části.

      • Dan napsal:

        Toto rozebírá speciální teorie relativity. On ten čas totiž není nic imaginárního, je to nedílná součást časoprostoru, jeho další rozměr. Základní postulát zní, že všechny inerciální soustavy si jsou navzájem rovny a zároveň platí, že světlo se ve všech inerciálních soustavách šíří stejnou rychlostí. A pokud zafixujeme rychlost světla jako absolutní, stává se čas i prostor tvárnými. Toliko k STR.
        Obecná teorie relativity (teorie gravitace) je proti STR pořádná matematická nálož daleko za mým chápáním, ale co jsem pobral, tak stále platí výše zmíměné postuláty, plus se za platný pokládá předpoklad, že gravitační a setrvačná hmotnost jedno jsou – o čemž nás měla přesvědčit Gravity Probe B, ale díky šumu v datech nepřesvědčila – pokud jste v gravitačním poli ve volném pádu, nemáte šanci zjistit, že v nějakém gravitačním poli jste. A z tohoto mentálního cvičení dokážou mozky formátu Alberta Einsteina vyčíst všechny ty úžasné důsledky pro náš svět.

      • Adam Trhoň napsal:

        Máte pravdu, čas měříme počítáním rotací Země kolem osy, Země kolem Slunce, atd. Stejně tak ho ale můžeme měřit počítáním zhoupnutí kyvadla nebo počítáním oscilací atomu césia. Obecně můžeme čas měřit jakýmkoliv fyzikálním dějem. Můžeme např. vzít kus plutonia a změřit, za jak dlouho se rozpadne jeho polovina. Souhlasí?

        Teď vezmeme obyčejné kyvadlové hodiny a umístíme je do tepla. Kyvadlo se trochu roztáhne, perioda se zvětší a hodiny se zpomalí. To nemůžeme považovat za zpomalení času, protože stačí vzít kyvadlo s malou roztažností a vliv prostředí eliminujeme. Elektrické pole eliminujeme nevodivým materiálem. Magnetické pole totéž. Vždy jsme schopní sestrojit hodiny, které se budou chovat stejně v poli i mimo pole. Souhlasí?

        Pak ale zkusíme gravitaci. Zjistíme, že když hodiny umístíme do gravitačního pole, tak zpomalí nezávisle na fyzikálním ději, kterým měříme. V gravitačním poli zpomalí naprosto každý fyzikální děj, který vyzkoušíme. Souhlasí?

        Teď co je to vlastně ten čas? Psal jste, že imaginární pomůcka. Ale k čemu? Ke srovnávání trvání fyzikálních dějů. Přijdu za půl otočení Země kolem osy. Přijdu za 1,5 bazillionu tiknutí atomu césia. Přijdu, až se rozpadne 10% tvojí téhle cihličky plutonia. Souhlasí?

        Takže pokud zpomalí každý fyzikální děj, zpomalí i čas jako takový.

  2. skeble napsal:

    To uz jsem cetl zde
    http://www.osel.cz/8972-gravitacnim-prakem-strilime-do-mezihvezdneho-prostoru.html
    pred nekolika tydny. Kdyz uz je zde kopie clanku, mohlo to byt zmineno.

    • Dušan Majer napsal:

      Doplněno, díky 🙂

    • Poprosil jsem Dušana Majera, aby sérii článků, které jsem napsal pro Osla a jsou základem budoucí knihy o možnosti mezihvězdných letů a jak tomu může přispět jaderná fyzika, uveřejnil i na kosmonautixu. Důvod je, že na kosmonautixu je nejlepší komunita čtenářů a fandů, kteří mohou pomoci, aby se našly nepřesnosti, možnosti doplnění, případné zajímavosti tak, aby nakonec kniha byla co nejužitečnější. A to se i v diskuzích a nápadech i upozorněních potvrdilo. Jsem mu za to moc vděčný, protože tím udělal velkou výjimku. U prvního takového článečku jsme to vysvětlili. Omlouvám se za případnou nepohodu a doufám, že jsem u Vás nezpůsobil nějaký záporný pocit vůči kosmonautixu. A že zůstanete příznivcem tohoto perfektního serveru. A také příznivcem Osla, který je jiný, ale také ve svém oboru perfektní. Bez obou těchto serverů bych se asi těžko obešel. Přeji hezký den.

  3. Spytihněv napsal:

    Skvělý článek. Ať už jde o realitu naší soustavy nebo o rozlet do hlubokého vzdáleného vesmíru. Díky autorovi za to.

    S tím prvním gravitačním manévrem je to zajímavé. Nikdy jsem si nespojil datumy manévrů Marineru 10 a Pionneru 10. Všude se samozřejmě uvádí Mariner 10 u Venuše, ale nikde jsem si nevšiml doplnění, že Pioneer 10 u Jupitera ho provedl o dva měsíce dříve. Že nebyl určen ke stíhání dalšího tělesa je sice pravda, ale svůj účel měl. A tím byla uniková rychlost z naší soustavy. Pokud předpokládáme, že bylo na Zemi s tímto urychlením počítáno a Pioneer 10 byl předem označen za mezihvězdnou sondu, tak bych se nebál tento gravitační manévr považovat za regulérně první.

    • Jaroslav Alois napsal:

      To je opravdu zajímavý postřeh. Pioneer-10 již před startem byl vybaven “ mezihvězdným dopisem “ , zcela jistě se vědělo, že v případě úspěšného průletu kolem Jupitera získá únikovou rychlost ze Sluneční soustavy, ale cílem letu to nebylo. Geometrie průletu u Jupitera byla dána jednak požadavky na výzkum vlastní planety a zejména požadavky na výzkum velkých měsíců.
      Průlet každé sondy kolem nějaké planety znamená změnu dráhy kolem Slunce, předvedly to již první sondy k Měsíci a následně i první sondy k Venuši a Marsu.
      Sluneční soustavu opouštějí krom zmíněných sond i poslední stupně jejich nosných raket. Všechny sondy byly při startu navedeny velice přesně na dráhu k Jupiteru, korekce byly malé , tudíž je jisté že i poslední stupně jejich raket dostaly u Jupitera gravitační kopanec a též opouštějí Sluneční soustavu a letí ke hvězdám.
      Pro nějakého zručného matematika by neměl být problém z parametrů drah sond při vypuštění, velikostí impulzů při oddělení a korekcí vypočítat jejich dráhy a určit jejich únikovou dráhu a polohy na ní. Určitě by to bylo velice zajímavé v porovnání s únikovými drahami jejich sond a jejich polohami.

      • Spytihněv napsal:

        O horních stupních Pioneerů a Voyagerů jsem se nikde nic moc nedověděl, ale New Horizons je jiný případ.

        Urychlovací stupeň dorazil k Jupiteru asi šest hodin před sondou. Ta ale byla v ideálním koridoru, takže ho po manévru opět překonala. Stupeň prolétl drahou Pluta tři měsíce po sondě ve vzdálenosti asi 200 mil. km od Pluta. Sluneční soustavu samostatně opuštějí i dvě zpomalovací závaží.
        A dokonce i druhý stupeň rakety se zatoulal alespoň do pásu asteroidů.

      • Spytihněv napsal:

        Pokud jde o ten první gravitační manévr, asi by bylo dobré v případě Marineru u Venuše dodávat, že se jedná o „první gravitační manévr v historii, který byl uskutečněn z důvodu letu k dalšímu tělesu.“ Podobně jako to uvádí zde pan Wagner. Za což mu děkuji. Přiznám se, že to bylo pro mě překvapení. Přesná data událostí většinou v hlavě nenosím a tak jsem si tyto dva manévry nijak nespojoval a nenapadlo by mě, že ten Mariner 10 vlastně první nebyl.

  4. Evžen napsal:

    Moc hezký článek, více takového textu po ránu:-))

  5. dolph1888 napsal:

    Urychlení pomocí černé díry na rychlosti blížící se rychlosti světla 90 – 99% bych se bál, relativistické efekty, které hrozí jsou fatální pro planetu, která loď či sondu vyslala (Stephen Hawking – Rocket to the Future):
    https://www.youtube.com/watch?v=YzMrNFd4oOk
    stovky let nikdo čekat nebude a mezi tím, budou vyslány ještě dokonalejší lodě možná i s ranou variantou FTL. Navíc není možná obousměrná komunikace, signál rychleji než světlo neletí a subprostorová komunikace je možná pouze ve sci-fi.

    • Dan napsal:

      Ta komunikace mezi sondou urychlenou klidně limitně k rychlosti světla bude samozřejmě probíhat opět rychlostí světla, jen s velmi velmi posunutým spektrem k dlouhým vlnovým délkám. Na rychlost světla je potřeba nahlížet jako na něco absolutního, nelze si jen tak Newtonovsky skládat vektory.

      • dolph1888 napsal:

        To je pravda kterou nerozporuji, ovšem loď letící 99% rychlosti odesílá zprávu na zem ve vzdálenosti řekněme 4 ly, k nám tedy doletí za 4 roky. Země se rozhodne odpovědět zpět, loď se ale stále vzdaluje 99% rychlostí světla, kdy ji tedy zpráva dostihne? Země neletí rychlostí 99% světla na přímce s lodí aby komunikace probíhala „normálně“. Uvažuji pro komunikaci laserový paprsek.

        • Dan napsal:

          To jste mě dostal, nějak jsem vůbec neuvažoval o obousměrné komunikaci, ano, lidstvo by si docela počkalo na odpověď, Vámi nastíněný problém je dost relevantní. Takže šupem zbrzdit na 0,2c 🙂

        • Adam Trhoň napsal:

          Loď se vzdaluje 99% rychlostí světla. Nebazírujme na konkrétních číslech:

          Z pohledu Země: Signál poletí rychlostí světla k lodi, bude se velice pomalu přibližovat, dostihne ji dejme tomu za 10 let. Loď odpoví a signál se za měsíc vrátí k Zemi.

          Z pohledu lodě: Signál poletí od Země rychlostí světla a za měsíc loď dostihne. Loď odpoví, ale z jejich pohledu se Země vzdaluje 99% rychlostí světla, takže odpověď poletí 10 let.

          V obou případech Země dostane odpověď za 10 let a 1 měsíc, takže z pohledu teorie relativity (stačí speciální) žádný problém 🙂

        • dolph1888 napsal:

          Něco takového jsem v hlavě také měl, jenže problém je, že při vyšších rychlostech, nutných pro let do vzdáleného vesmíru 70 – 99% (v okolí skutečně stačí pouze % rychlosti světla 5 – 25%) bude signálu (paprsku) cesta trvat nepřiměřeně dlouho a taková komunikace je k ničemu. Už uváděných 10 let jako příklad, no co si o tom myslet? A v případě, že loď bude např. 90 ly daleko to bude jak, signál poletí 200 a více let, takže na Zemi ho bude přijímat 4, 10 x-tá generace lidí, smysl mi nějak uniká.

    • Peter P napsal:

      Preco rychlost svetla…mozno by stacila rychlost 20% rychlosti svetla a k najblizsim planetam by sme doleteli za 16rokov. Signal by sa dal poslat i prijimat bohuzial by to trvalo roky, ale stale by to bolo preveditelne…problem by bolo brzdenie…

  6. Janda napsal:

    Tak teď nevím jestli jsem nezahlasoval méně než pěti hvězdičkami. Dotykový mobil… Každopádně jsem chtěl dát plný počet. Skvělý článek.

    • Dušan Majer napsal:

      V logu vidím, že v poslední době dali všichni 5 hvězdiček, takže se nemusíte bát. Osobně doporučuji hlasovat až na stolním PC. Už několikrát se mi stalo, že jsem na mobilu hodnotil články na jiných webech a započítalo se mi jiné hodnocení, než jsem chtěl dát.

    • Dan napsal:

      Raději si vždy otrocky zazoomuju, abych se neuklikl 🙂 Ale myš je myš.

  7. kuban napsal:

    Dalo by se využít pohybu sluneční soustavu při vysílání sond do mezihvězdného prostoru? Stejně jako se startuje ze země východním směrem a ne západním, aby bylo využito rotace Země, tak předpokládám podobný efekt při cestování mimo naší soustavu.

    Jak se vlastně přesně solární sytém pohybuje? Četl jsem, že je vektor pohybu skloněný o cca 30° (nebo 60°, nejsem si jistý, jestli vůči rovině nebo ose ekliptiky), takže Země se někdy pohybuje rychleji než Slunce, někdy pomaleji. Jak je to přesně s orientací tohoto pohybu jsem se nedopátral. Letí Země „napřed“ v zimě nebo v dubnu? Letí napřed severní polokoulí nebo jižní?

    Čistě hypoteticky, dalo by se uvažovat o tom, že pokud se budeme chtít vzdálit od objektu, bude výhodné využít pohybu objektu, aby se vzdálil sám? A naopak?
    Například, jak by bylo energeticky náročné toto – start ze Země, nikoli na orbit, ale rovnou vzhůru, a to večer (proti směru pohybu planety kolem Slunce), rovnou s přistáním na Měsíci (tzn nikoli vstup na jakýkoli orbit, ale pád a přistání na povrch, po zachycení gravitací Měsíce)? Samozřejmě při vhodné pozici Měsíce, aby se nacházel „za“ Zemí ve chvíli, kdy bude moci zachytit sondu gravitací (která se tou dobou takřka zastaví a pokud by nebyla zachycena, spadla by zpět na Zemi).
    O kolik by tato cesta byla energeticky náročnější než klasická cesta?

    Děkuji za případné objasnění čehokoli 🙂

    • kuban napsal:

      pro upřesnění příkladu – měl jsem na mysli využít „odkroužení“ Země pryč (aby sonda rychleji „setřásla“ zemskou gravitaci) a „přikroužení“ Měsíce blíž (aby celková trasa byla kratší a došlo k dřívějšímu zachycení Měsícem)
      také je možné, že by bylo výhodnější startovat po poledni, aby se využila rotace Země (?)
      také mi šlo pouze o dosažení výšky cca 270000km(?), nikoli o únik druhou kosmickou rychlostí

    • Dan napsal:

      ad kolmý start bez gravitačního manévru – měl byste velké gravitační ztráty a rychlost, kterou byste musel u Měsíce umořit by byla zbytečně velká – proto se používá klasická Hohmannova přechodová dráha.

      • kuban napsal:

        Jinak jsem předpokládal, že ve chvíli gravitačního zachycení měsícem by byla rychlost vůči Zemi i vůči Měsíci takřka nulová, takže by došlo k volnému pádu na Měsíc (možná by bylo možné i tak, aby dráha po tomto zachycení vedla ještě kousek za měsíc, dosáhla vrcholu a potom došlo k definitivnímu pádu z menší výšky) – vzhledem k menší gravitaci předpokládám méně brzdění

        Dále úplně nečekám, že by tato trasa byla výhodnější, jenom mě (čistě hypoteticky) zajímalo, o kolik je dražší (na palivo)

        • Dan napsal:

          Ony ty rychlosti objektu vůči Zemi a Měsíci nikdy nebudou malé (a už vůbec ne téměř nulové).
          Pokud byste letěl k Měsíci napřímo, tak
          a) do Vás Měsíc narazí slušnou rychlostí z boku, protože úhel, který by svíral vektor rychlosti Měsíce s tou Vaší rychlostí, by byl cca 90° – a abyste ty rychlosti srovnal, musel byste tak jako tak spálit více, než při hohmance – potřebujete v každém případě sladit orbitu Měsíce s tou Vaší (geocentrickou).
          b) kdybyste jej jen olíznul s nějakým mizivým periselenem bez brždění, tak stejně jste na hyperbolické dráze a rychlost (jako skalár), se kterou vliv Měsíce opustíte bude stejná, jakou jste měl při příletu (selenocentricky). Ono jak víte, ani u té hohmanky to není tak, že byste bez paliva zaparkoval na orbitě, ale musíte umořit podstatně menší delta-V, protože vektory rychlostí lodi a Měsíce jsou v ideálním případě souhlasně orientované, čehož u balistického transferu nikdy nedosáhnete. Přesná čísla v hlavě nemám, ale už jen fakt, že byste musel srovnat dráhu tak, aby se podobala dráze Měsíce říká, že to bude na palivo velice náročné.

          K tomu olíznutí Měsíce a následném dopadu na něj – to Vám nebeská mechanika nedovolí, zůstanete buď na elipse, nebo, pokud máte druhou kosmickou (což bez asistence motorů budete mít vždy), opustíte gravitační vliv Měsíce, aniž byste absolvoval kompletní oběh. Je potřeba si uvědomit, že podle situace musíte přepínat mezi geocentrickou a selenocentrickou soustavou a že při dosažení sféry vlivu Měsíce máte z logiky věci druhou kosmickou.

    • Dan napsal:

      Jinak, pokud jste hračička a máte čas, doporučuji nainstalovat si Kerbal Space Program, což je úžasná hra, díky které dostanete (nejen) základy nebeské mechaniky do krve.

      • kuban napsal:

        v KSP jsem si to už zkusit chtěl, nicméně moje ekonomičnost provozu je vysoce tristní i při startu na orbit – takže by určitě nešlo o relevantní data ….. navíc se mi zatím nepodařilo načasovat přílet k Munu, takže mi většinou „uletěl“ 😉

        • Dan napsal:

          To přijde 🙂 Jak ekonomika startu (klopit téměř hned, ale neshořet), tak i orientace poloos u hohmanky (tam jde o to, že si naplánjete manévrovací uzel tak, aby apocentrum bylo zhruba u orbity Münu a jeho posouváním po aktuální dráze se dostaví i kýžený výsledek protnutí se sférou vlivu Münu, ale pro úplný start zhruba stačí když z nízké orbity zrychlíte jakmile vyjde Mün nad obzor bez plánování manévru, ale to je jen taková pomůcka poplatná této hře). Omlouvám se za OT, tahle hra mě neskutečně bere 🙂

        • kuban napsal:

          Na Mun se mi podařilo dostat klasickou cestou mnohokrát (naštěstí neomezené zdroje a spousta paliva, metoda pokus/omyl), o mojí ekonomičností si iluze nedělám…
          Zkoušel jsem trefit Mun i „skokem do výšky“, přišlo mi, že jsem na to s palivem možná lépe, když se dostanu do vhodné vzdálenosti – ale zatím se mi nepodařilo spávně načasovat start.
          Bohužel, na KSP mám teď málo času, odloženo na neurčito :/

  8. Dan napsal:

    Nahlíženo na Galaxii zeshora, by se Slunce pohybovalo po téměř elipse s malou poloosou směřující do středu Galaxie (pro mě dost neintuitivní, ale ona to tedy vůbec není elipsa, nebo obecně uzavřená křivka) rychlostí cca 220 km/s proti směru hodinových ručiček. Ale vzhledem k téměř chaosu, který je dán gravitačními působeními (saganovsky) miliard a miliard hvězd, je ta dráha prakticky nedefinovatelná a používá se zjednodušený model galaktického epicyklu (Ptolemaios by dnes jásal).
    Spíš než k využití rotace Země při startu na orbitu bych to přirovnával k meziplanetárnímu přesunu v rámci Sluneční soustavy, i když oboje má stejný základ již existující nenulové rychlosti. V tom místním shluku hvězd by to ovšem mělo pramalý význam, zde panuje tak trochu bordel s různými vektory rychlostí o průměrné velikosti cca 20km/s. Samo Slunce se momentálně pohybyje směrem k Labuti nebo Lyře (Wiki říká Labuť, kdysi jsem četl, že letíme zhruba směrem k Veze, nebo jak skloňovat jméno Vega).

    K Vašemu upřesnění – možná jej nechápu (jak přikroužit Měsíc a odkroužit Zemi si nedovedu moc představit), ale asi mícháte dohromady vztažné body – tak jako právě u gravitačního praku nedochází ke změně velikosti rychlosti vůči praku, ale vůči centrálnímu objektu (třeba Zemi pokud jsme na geocentrické dráze za použití Měsíce jako praku) je změna velikosti rychlosti dost významná.

    • Dan napsal:

      v reakci na kuban 12.9.2016 (11:26)

    • kuban napsal:

      Díky, toto a něco málo navíc bych o pohybu sluneční soustavy věděl.
      Šlo mi o větší zpřesnění, jako například úhel, který svírá vektor pohybu vůči ose ekliptiky a úhel, který svírá osa ekliptiky ke středu galaxie.
      Dále například při jakém datu je Země „na špici“ pohybu, kdy je nejblíže středu galaxie, a jestli je při tomto naklopení „solární“ ekliptiky „vpředu“ severní polokoule nebo jižní
      Nebo například jak je vůči tomuto pohybu natočený orbit Pluta.
      Ostatní parametry bych už si dokázal jakž takž odvodit 😉

  9. Zbyněk napsal:

    Jako bych tento článek už někde četl. Myslím si, že osel.cz. Je to možné?

  10. Jaroslav Alois napsal:

    Nejsložitější gravitační manévry provedla americká sonda ICE v osmdesátých létech m.s., která jako první doletěla ke kometě. Jako praku použila náš Měsíc, kolem kterého prolétla tuším 5x při cestě z bodu L, kde splnila svůj původní úkol.

  11. Jaroslav Alois napsal:

    Ještě bych připomněl dvě ruské sondy VEGA. V roce 85 m.s. využily gravitační prak Venuše k letu ke kometě.

  12. Dan napsal:

    Nemáte někdo „fundovaný“ odhad, jak velké korekce (řádově) jsou nutné pro zpřesnění dráhy pri využití Země nebo jiné planety s atmosférou coby gravitačního praku? Jednotky m/s? Desítky? Omlouvám se za píchání hnid 😀

  13. hansnasa napsal:

    Perfektní článek s velmi zajímavým tématem.Téma mezihvězdných letů,relativistických a jiných moderních pohonů a podobně hltám s otevřenou pusou.Zvláště,když je o tomto tématu celkem málo informací.Díky za skvělý článek. Víc takových článků,prosím.

  14. ptpc napsal:

    Vynikajúci článok! Mám veľmi rád takýto typ článkov – t.j. obsiahlych a zároveň plných relevantných informácii…

  15. Rudolf Šíma napsal:

    Moje nadšení z článku i diskuze nemohu snadno vyjádřit. Louskal jsem v průběhu dvou dnů. Díky autorovi a všem zúčastněným.

  16. Díky moc všem za perfektní diskuzi. Pro knížku připravuji i část s rozborem okolo vlivu relativity na mezihvězdný let a komunikaci, takže mi diskuze moc pomáhá v zjištění na co se zaměřit a co případně uvést za příklady. Také jsem vděčný za doplnění příkladů dalších realizací gravitačních praků. S těmi třetími stupni raket a dalšími částmi je to vynikající rozšíření.

  17. Racek napsal:

    Díky za tyhle články. Umožňují mi obnovit desítky let zapomenuté znalosti z dob studia (ach ano, život člověka zavede úplně mimo obor) a zároveň si trochu procvičit mozek, který už má přece jen tendenci lenivět.
    Ono je to totiž nesmírně zajímavé téma, nejen pro fanoušky sci-fi, že ano.

Zanechte komentář