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

V USA se šíří parazitické masožravé larvy. Trumpova vláda proti nim nasadí mouchy

Spojeným státům se v minulosti podařilo vymýtit nebezpečné mouchy bzučivky, jejichž larvy napadají zejména hovězí dobytek. Teď se ale parazit vrátil – a experti jsou skeptičtí, zda se ho podaří zbavit dříve, než napáchá závažné hospodářské škody.
před 4 hhodinami

Náročné operace výrazně zhoršují paměť a intelekt u části seniorů, popsal výzkum

Asi patnáct procent starších pacientů, kteří podstoupí vážnější chirurgický zákrok, trpí potom duševními problémy, jež se postupně zhoršují, popsali američtí vědci v rozsáhlém výzkumu.
před 9 hhodinami

Folklor jako návod. Dle vědců může zlepšit moderní krizovou komunikaci

Takzvané morové legendy a současná komunikace o zdravotních krizích souvisejících se životním prostředím mají dle estonských a finských vědců mnoho společného. Zatímco oficiální krizová komunikace však klade větší důraz na omezení, folklor se zaměřuje na aktivní roli lidí a jejich osobní odpovědnost. Reet Hiiemäeová a její kolegové o svých zjištěních píší v časopise Folklore.
před 11 hhodinami

AI předčila lidské lékaře, diagnózu v praxi určila mnohem lépe, ukázal výzkum

Je umělá inteligence (AI) v reálném provozu nemocnice schopná nahradit lidské lékaře? To byla otázka, na kterou se pokoušeli odpovědět vědci z Harvardovy univerzity. Odpověď dle nich je kladná.
před 13 hhodinami

Archeologové objevili prastarou nekropoli. Může být předkem megalitických hrobů

Desítky zesnulých do pravěké nekropole na jihu Evropy tehdejší obyvatelé ukládali do země zřejmě celé generace. Detailní analýza tohoto místa naznačuje, že mohlo být jedním z prvních v Evropě, kde vznikala kultura, která ovlivnila většinu kontinentu.
včera v 14:34

Meč nebes je nejvyšším stromem Asie. Je větší než Petřínská rozhledna

Nejvyšší stromy na Zemi mohou být vyšší než většina staveb, které vytvořili lidé. Platí to také pro nově popsaný nejvyšší strom v Asii, který teď přeměřili tchajwanští vědci.
včera v 12:27

Kůže ještěrek umí triky s ultrafialovým světlem. Funguje jako maják, popsali čeští vědci

Vědci z Univerzity Karlovy v Praze a univerzity ve Valencii objevili zatím neznámý mechanismus tvorby barev u ještěrek rodu Podarcis. Popsali, že ultrafialově modré skvrny na bocích těchto ještěrek vznikají neobvyklou interakcí mezi pigmenty a mikroskopickými odrazivými strukturami v kůži.
včera v 10:32

„Výkop století.“ Francouzští archeologové zkoumají podzemí u Notre-Dame

Fronta turistů strádající pod sluncem čeká, až bude moci vystoupat na katedrálu Notre-Dame a prohlédnout si její chrliče. Čtyři metry pod nimi míří tým archeologů opačným směrem – kope přímo dolů a zpět v čase do Paříže z doby starověkého Říma před dvěma tisíci roky, píše agentura AP.
včera v 07:30
Načítání...