Od úspěšného startu Falconu Heavy uplynul téměř měsíc. SpaceX miliardáře Elona Muska vynesla v nejsilnější nosné raketě současnosti do kosmu vůz Tesla Roadster. Ten se nyní spolu s figurínou řidiče Starmanem řítí ohromnou rychlostí vesmírem.
Muskovo auto však teď čeká zatěžkávací zkouška. Na rozdíl třeba od satelitů na oběžné dráze totiž sériově vyráběný kabriolet pochopitelně není stavěný pro pobyt v meziplanetárním prostoru. Produkt chytrého PR to ve vakuu bude mít složitější, než by se mohlo zdát. Co mu hrozí?
1. Srážka
Odhadnout přesnou trajektorii vozu v horizontu měsíců, natož milionů let, je nadlidský úkol. Podle vytvořených simulací existují dlouhodobé scénáře s pravděpoboností v jednotkách procent, že Teslu stáhne ke svému povrchu gravitace Země, Venuše či Slunce (o trajektorii jsme psali zde). Podobně mizivou šanci má i srážka s jiným tělesem, myslí si Tom Narita, astrofyzik z univerzity College of the Holy Cross v Massachusetts.
„Pokud by byla tesla náhodou zasažena asteroidem, byl by to její konec. Ale taková šance je podle mě velmi malá,“ uvedl Narita pro Popular Science. Ačkoli je meziplanetární prostor relativně prázdný, není rovněž zanedbatelná možnost průletu mikroasteroidy či jiným shlukem makročástic, které by mohly stroj viditelně poškodit.
2. Radiace
Roadster je bombardován hned dvěma druhy radiace. Prvním je solární, která je pro nás na Zemi většinovým zdrojem energie. Druhý představuje galaktické kosmické záření, jež je tvořeno proudem protonů a dalších subatomárních částic.
Sluneční vítr Slunce kromě radiace emituje i sluneční vítr; proud protonů, elektronů a jader hélia. Tyto subatomární částice překonávají gravitaci Slunce a letí vesmírem rychlostí kolem 500 km/s. Při silnějších slunečních erupcích pronikají Van Allenovými pásy a dostávají se ve vyšší koncentraci do atmosféry, kde ionizací způsobují polární záři. I tato složka solární radiace bude působit povrchové škody na voze.  Vizualizace geomagnetické bouře |
Před oběma typy radiace nás Země chrání atmosférou a magnetickým polem. Magnetosféra zadržuje většinu energetických iontů i elektronů v takzvaných Van Allenových pásech, tisíce kilometrů od zemského povrchu.
Intenzita obou druhů radiace se mění a vzájemně koreluje, protože sluneční vítr vytlačuje kosmické záření, kterého je proto v době erupcí na Slunci v naší soustavě méně. Automobil Tesla ovšem nemá v základní výbavě atmosféru ani magnetické pole, a je tak vystavován oběma typům záření v plné síle. To je problém zejména pro organické materiály, a to nejen potahy z kůže, ale i pro karbonové rámy.
Expert na organickou chemii z Indiana University William Carroll vysvětluje, že tyto látky jsou tvořeny uhlíkovými a uhlíkovodíkovými vazbami. Právě kosmické záření může v průběhu času způsobit jejich přetrhnutí, které se projeví například vyblednutím barvy, popraskáním gum a výsledně i mechanickým rozpadem. „V tomto prostředí bych organickým materiálům nedával více než rok,“ odhaduje Carroll.
Vlivem radiace jsou ovlivněny i polovodiče, používané zejména v elektronice. Starman ovšem může být v tomto ohledu v klidu, protože jeho palubní navigace oznamuje pouze „Don‘t panic!“ a obvodová deska slouží zejména jako nosič nápisu „Made on Earth by humans“.
3. Vakuum
Jedním z faktorů působících na rudou teslu je vzduchoprázdno. A to pozitivně i negativně. „Svým způsobem je vakuum ku prospěchu, protože nebude docházet k oxidaci materiálu,“ řekl redakci Technet.cz chemik Petr Slavíček z VŠCHT v Praze.
Zatímco nepřítomnost atmosférického prostředí tak hraje pro teslu a nebude mít zřejmě problémy s korozí karoserie, vyvstává ve vesmíru otazník v podobě tlaku. Je známo, že mimo jiné právě kvůli téměř nulovému tlaku nemůže člověk v kosmu přežít déle než desítky sekund (více o rychlé smrti ve vakuu). Jak toto prostředí působí na kabriolet?
Jako hlavní riziko by se mohly zdát pneumatiky. Elon Musk nezveřejnil informaci, jestli nechala SpaceX gumy vyfouknout. Na tiskové konferencipouze uvedl, že je to „doslova normální auto ve vesmíru“ a materiály vozu nijak netestovali, pouze vyjmuli baterii a část motoru.
Počítejme tedy pro zdůvodnění následujících řádků, že pneumatiky nevypustili, a jak je možné, že nahuštěná kola neexplodovala.
Proč pneumatiky ve vakuu nevybouchly?Dejme si menší fyzikální okénko... Diferenční tlak působící na kola Tesly ve vesmíru by se mohl spočítat z následujících veličin: Atmosférický tlak P1 = 1013 hPa Tlak v pneumatikách Tesly P2 činí 30 PSI (liber na čtvereční palec) v předních kolech, 40 PSI v zadních. Po zprůměrování a převedení dostaneme 2413 hPa. Tlak ve vesmíru P3 je téměř nulový. Tlak působící na pneumatiky ve vesmíru ovšem není pouze P1+P2-P3, tedy 3426 hPa. Je zapotřebí vzít v potaz i další faktory, a to zejména ‚teplotu‘, i když v kosmickém prostoru se bavíme spíše o vnitřní energii fotonů a záření. Zatímco na Zemi by Tesla jezdila v teplotách kolem 20° Celsia (293 K), ve Sluncem neozářené oblasti kolem orbitu Země a Marsu panuje velmi zhruba -55 °C (218 K). Teploty zohledníme v rovnici P1*T2=P2*T1, kde P je tlak a T teplota. Pokud dosadíme: 342641 Pa * 218 K = P2 * 293 K P2 = (342641 Pa * 218 K) / 293 K = 2549 hPa Výsledný tlak, který bude působit na pneumatiky ve vesmíru, je tak téměř totožný jako na Zemi. Ve slunečních paprscích se sice může okolí vozu ohřát až na 120 °C, ale i v tomto případě by měly pneumatiky výsledný tlak zhruba 4600 hPa bez problémů vydržet. |
Vakuum by tedy nemělo výrazně ovlivnit stav vozidla, mohlo by ovšem změnit jeho dráhu. „Auto je plné vzduchu. Všechny plyny v polstrování, dveřích i obalu volantu se dříve či později dostanou ven,“ předpokládá vědecký poradce NASA Ron Turner. Únik těchto plynů poté může způsobit minimální posuny, jako takové mikroskopické trysky. V horizontu milionů let by ovšem tyto nepatrné impulzy mohly dráhu Tesla Roadsteru významněji ovlivnit.
Pokud by si někdo chtěl kabriolet z vesmíru odchytit a nechat si ho, s čímž Musk na Twitteru souhlasil, neměl by dlouho otálet – než z něj bude radioaktivní vrak.
If I manage to find the Tesla Roadster in Mars orbit and retrieve it, can I keep it? @elonmusk
@Kwebbelkop Yes
