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.
