Kosmická loď Orion využila gravitační prak. Manévr sebral energii Zemi

Při popisu letu mise Artemis II k Měsíci a jejího návratu k Zemi se často píše o manévru takzvaného gravitačního praku, kterým si kosmická loď Orion pomohla k vyšší rychlosti a správné dráze. Jak ale tento manévr funguje a proč ho kosmické agentury tak často využívají?

Mise Artemis II dokázala dostat úspěšně člověka k Měsíci, a to po dlouhém půlstoletí. Při pohledu na trasu kosmické lodi Orion ale spoustu čtenářů napadlo, proč vlastně letí tak složitě:

Dvojí oblet Země, ležatá osmička kolem Měsíce a pak domů – nešlo by to jednodušeji? Šlo, ale ve skutečnosti by se to nevyplatilo. Americká vesmírná agentura NASA naplánovala trasu tak, aby využila triku, který se nazývá gravitační prak, a současně ji vymyslela tak, aby byla co nejbezpečnější. Jak to celé funguje?

Gravitační prak v praxi

Výraz gravitační prak, jenž se užívá pro manévr, který kosmická loď Orion provedla, může být pro většinu čtenářů dost nepochopitelný. Pod pojmem prak si totiž většina moderních lidí představí vidlici, na níž je napnutá guma, která vymrští kámen. To opravdu nijak nepřipomíná trik, který vesmírní inženýři už nějakou dobu využívají k urychlení svých kosmických plavidel.

Název totiž vychází z představy starověkého koženého praku, jakým byl vybavený biblický David. Tato zbraň fungovala tak, že se roztočila nad hlavou, což udělilo kameni rychlost, po uvolnění trhnutím rukou pak střela touto rychlostí vyletěla a zasáhla nepřítele. A to už triku, který provádí kosmické lodě a sondy, do značné míry podobné je.

Když gravitace pracuje za člověka

Ve skutečnosti je to samozřejmě s raketou a planetou mnohem složitější než s oblázkem a prakovníkem. Gravitační manévr kolem planety mění rychlost kosmické lodi vzhledem ke Slunci tím, že loď vstoupí do gravitačního pole planety a opět z něj vyjde.

Kosmická loď tak může nabrat součtem rychlostí větší rychlost, než by měla s pouhým pohonem – a to jí umožní opustit gravitaci planety. Loď tedy získá energii, kterou by jinak nabrala spalováním paliva. Ale kde se tato energie bere? Tuto energii loď samozřejmě nezískává z ničeho – vlastně ji ve skutečnosti odebírá planetě. Hmotnost rakety je ale ve srovnání se Zemí tak malá, že se to na ní nijak neprojeví.

Důležité přitom je, že mise s využitím gravitačního praku se musí nesmírně dobře plánovat. Kosmická tělesa, z nichž mají vesmírné lodě získat energii, musí ležet na ideálních místech, takže návrh takové mise pak připomíná kulečník kosmických rozměrů.

Ukrajinský objev využívaný hlavně Američany

Na tento nápad přišel jako první ukrajinský inženýr Oleksandr Hnatovyč Šarhej už přibližně před sto lety. Mladík své myšlenky o kosmických letech formuloval na kavkazské frontě první světové války. Zapsal si je do čtyř sešitů, zaznamenal tam například i myšlenku na cestu k Měsíci, kde by část kosmické lodi zůstala na jeho oběžné dráze a přistával by jen modul – přesně tuto cestu využili Američané při misi Apollo. Jeho další osud by vydal na vlastní článek, zde je důležité jen to, že se proslavil pod jménem Jurij Vasiljevič Kondraťuk, které získal nelegálně při úprku před komunistickými orgány.

V praxi se tento manévr pak využil mnohokrát. Bez něj by lidské dobývání Sluneční soustavy bylo nejspíš mnohem složitější. První mise, která na něj vsadila, byla v roce 1959 ruská Luna 3, která díky němu dokázala poprvé vyfotografovat odvrácenou stranu Měsíce. Ta ještě „prak“ nepoužila pro zrychlení, ale pro změnu kurzu.

Pak se ale gravitačního praku chopili Američané a Evropané a užívali ho hlavně při průzkumu vzdálenějších částí Sluneční soustavy, nejprve při misích Pioneer, Mariner a Voyager, ale pak i při spoustě dalších. Mezi ty nejnovější patří třeba Lucy, která v současné době míří k asteroidům.

Gravitační prak se využívá kromě samotného získání rychlosti také ke změně trajektorie – tak jako to udělala Luna 3. Nejslavnějším případem byl let „prokletého“ Apolla 13. Po explozi kyslíkové nádrže této mise se NASA rozhodla využít měsíční gravitace jako katapultu, který vymrští loď zpět směrem k Zemi. Hlavní motory totiž byly mimo provoz. Gravitace Měsíce ohnula dráhu lodě kolem jeho odvrácené strany a poslala ji na bezpečnou cestu zpátky k Zemi.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

AI může poškodit dovednosti, varuje studie. Záleží ale, jak ji lidé používají

Psychologové stále více řeší, jak se projevuje stále intenzivnější využívání umělých inteligencí (AI) na lidských dovednostech, schopnostech a znalostech. Nový výzkum varuje před poškozením dovedností, pokud se chatboty používají nevhodně.
před 1 hhodinou

Brno je zřejmě starší, než se předpokládalo, ukazuje archeologický objev

Brno pravděpodobně vzniklo před rokem 1000 našeho letopočtu, zjistili archeologové Muzea města Brna. V laboratoři nechali otestovat lidskou kost nalezenou při dřívějších průzkumech na Starém Brně. Dosud konkrétní doklad o počátcích města chyběl.
před 2 hhodinami

Vědci našli u Beninu korálové útesy. Čekali přitom, že jen zmapují „hřbitov“

Když se skupina francouzských mořských biologů vydávala zkoumat korálový útes poprvé popsaný v šedesátých letech minulého století, očekávala, že bude jen mapovat mrtvý ekosystém. Jenže badatelé naopak narazili na životem kypící oblast.
před 3 hhodinami

Vědci našli první pevnou exoplanetu s atmosférou. Blíž objevení života ještě nebyli

Vědci poprvé objevili atmosféru, která obklopuje skalnatou planetu podobnou Zemi, jež obíhá v obyvatelné zóně jiné hvězdy. Tento objev představuje dosud nejsilnější důkaz toho, že mimo naši sluneční soustavu by mohly existovat světy, které mají podobné podmínky jako Země, pokud jde o složení a teplotu, a které by tak mohly být schopné podporovat život.
před 19 hhodinami

V Česku podle vědců přibývá nepůvodních hub. Škodí lesům i plodinám

Nepůvodních hub a takzvaných oomycet neboli řasovek poškozujících lesy i zemědělské plodiny v posledních desetiletích v Česku přibývá. Vyplývá to ze zjištění vědců, kteří sestavili souhrnný seznam těchto organismů pro tuzemsko. Mnohé z nepůvodních druhů se do země dostaly neúmyslně vlivem mezinárodního obchodu s živými rostlinami a rostlinným materiálem, uvedl Výzkumný ústav pro krajinu (VÚK).
před 20 hhodinami

Před 50 lety poprvé na Marsu úspěšně přistál lidský stroj. USA těžily z neúspěchů SSSR

Závody o první úspěšné přistání na Marsu vyhrály Spojené státy. Sovětský svaz (SSSR) se tam sice dostal dříve, jeho mise ale nedosedly na povrch rudé planety bezpečně, takže komunikace s nimi vždy selhala. Až Viking 1 přinesl lidstvu informace, po nichž astronomové toužili.
před 22 hhodinami

Podcenili jsme riziko extrémních slunečních bouří, zjistili experti NASA

Nový výzkum vedený Goddardovým střediskem NASA odhalil přetrvávající „chybná měření“, která zkreslila dosavadní odhady toho, jak silné mohou být geomagnetické bouře.
před 23 hhodinami

Egyptské princezny nebyly žádné křehotinky. Vědci našli těla s fyzičkou bojovnic

Egyptští archeologové popsali čtyři těla velmi netypických starověkých princezen. Všechny měly hypertrofovanou muskulaturu, některé i zranění z velmi náročné fyzické aktivity. A navíc byly dobře ozbrojené.
včera v 09:24

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.