Otázka dne: Kdy se první auto ve vesmíru znovu přiblíží k Zemi?

aktualizováno 
První automobil ve vesmíru se zřejmě do těsné blízkosti Země podívá až v poslední dekádě 21. století. Tedy pokud bude platit například i to, že sluneční vítr na něj bude působit stejně jako na běžné planetky.

Muskův kabriolet Tesla Roadster s figurínou Starman se vznáší ve vesmírném prostoru nedaleko Země. (6. února 2018) | foto: SpaceX

O autorovi

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval.

Jestli vzbudila nějaká událost v kosmonautice v tomto roce opravdový ohlas, tak jí bylo „vypuštění“ roadsteru Tesla „pilotovaného“ Starmanem na špici rakety Falcon Heavy, která demonstrovala schopnosti soukromého sektoru v bitvě o vesmír. I v autorově okolí sílily dotazy na to, zda se Roadster někdy dostane zpět do okolí Země.

Naštěstí na tuto otázku existuje vědecky podložená odpověď, formulovaná v článku připraveném k zaslání do Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (zatím je dostupný na serveru arXiv.org). Najdeme v něm i českou stopu, mezi autory je totiž profesor David Vokrouhlický z Astronomického ústavu Univerzity Karlovy. Nejde přitom jen o legraci (byť smysl pro humor autorům nelze upřít), ale také poměrně složitý vědecký problém. Z vědeckého hlediska není nezajímavé, že Starmanovo vozidlo se chová podobně jako blízkozemní planetky nebo objekty vyvržené ze Země nebo Měsíce při velkých kosmických „srážkách“ s jinými tělesy.

Po počátečních zmatcích je nyní sice jasné, že roadster se bude pohybovat po dráze, která ho zavede nejdále od Slunce zhruba řečeno k oběžné dráze Marsu, ale z dlouhodobého hlediska bude jeho pohyb poněkud složitější. Výpočet dráhy malého tělesa ve Sluneční soustavě na dlouho dopředu není triviální, ať už je to planetka, nebo auto. Dráha prvního vesmírného auta nebude stále stejná.

Pohyby podobně malých těles jsou v naší soustavě ovlivňovány rezonancemi s velkými tělesy, blízkými přiblíženími s ostatními tělesy a negravitačními vlivy. Dráhy těchto těles se tedy v čase mění – ostatně přesně tak se dostaly blízkozemní planetky z Hlavního pásu planetek mezi Marsem a Jupiterm až na své dnešní místo, a tedy i potenciálně kolizní dráhu se Zemí.

Dráhy takových těles jsou tedy dlouhodobě chaotické, což znamená, že jen malá změna počátečních hodnot polohy a rychlosti vede k obrovskému rozptylu budoucích trajektorií. Počáteční hodnoty polohy a rychlosti jsou přirozeně známy jen s určitou přesností. Obvykle se tedy postupuje tak, že se v počítači vygenerují „klony“ tělesa, jejichž počáteční podmínky se jen nepatrně liší (tedy v mezích nejistoty měření), pro každý z těchto klonů se integruje jeho trajektorie a výsledky se zpracují statisticky.

Autoři článku zaslaného do MNRAS si počínali analogicky. Elektromobil nahradili desítkami klonů a statisticky sledovali jejich pohyb naší sluneční soustavou. Kromě gravitačních vlivů započetli i efekt ohřevu slunečním zářením a jeho zpětného vyzařování, tzv. Yarkovského efekt. Je to trochu paradoxní, neboť Tesla Roadster má úplně jiné materiálové vlastnosti než blízkozemní planetky. Ve výsledku to však nebude hrát velkou roli, odhadují autoři.

Vůz má sice vyšší tepelnou setrvačnost než horniny z nichž jsou složeny planetky, ale také velmi rychlou rotaci (4,75 minuty) a nízkou průměrnou hustotu, takže se ve výsledku lze odhadnout, že Slunce bude mít na dráhu vozidla přibližně stejný vliv jako na běžné blízkozemní planetky, jakou je třeba těleso s označením 2009 BD.

Dráha Tesly Roadster simulovaná podle oficiálních parametrů dodaných firmou...

Dráha Tesly Roadster simulovaná podle oficiálních parametrů dodaných firmou SpaceX. Dráha kabrioletu je vyznačena zeleně, dráha Země moře, Marsu oranžově. Toto je ale výpočet, který nezahrnuje subtilnější vlivy na trajektorii vozu a je počítán jen řádově na měsíce dopředu.

Země a Tesla logicky mají křížící se trajektorie, potkávat se budou přibližně jednou za 2,8 roku. Z dlouhodobého hlediska bude v průměru každé desáté takové přiblížení těsné, ale na první „blízké setkání“ si budeme muset počkat do roku 2091. Kdo ví, třeba v tomto roce Teslu někdo zachytí a nabídne nějakému autobazaru jako vůz lehce ojetý, po prvním majiteli, převážený téměř výhradně na přepravníku.

Dlouhodobě budou dráhu roadsteru ovlivňovat právě taková blízká setkání se Zemí, přičemž velká poloosa této dráhy bude oscilovat mezi hodnotami přibližně 0,5 a 1,8 astronomické jednotky.

Autoři v článku odpovídají i na otázku, zda v budoucnu může Starmana čekat vesmírná nehoda. Odhadují, že v následujícím milionu let se auto s 6% pravděpodobností srazí se Zemí a s 2,5% pravděpodobností s Venuší. Pro třímilionové období se pravděpodobnost srážky se Zemí zvyšuje na 11 %. Ze studovaných situací autoři nepostřehli ani jednu srážku s Marsem a právě jednu srážku se Sluncem. Takto bezpečný řidič je snem každého prodejce povinného ručení.

Článek ještě neprošel v časopise odbornou recenzí, takže údaje v něm uvedené se mohou změnit. Ještě tedy teprve uvidíme, jaký smysl pro humor budou mít jak odborný redaktor, tak recenzent.

(Autor tímto děkuje Ladislavu Šubrovi za upozornění na článek na arXiv.org.)

Text vyšel na serveru Astro.cz, a byl redakčně upraven. Originál najdete zde.

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Samé otázky. Vědci pronikli do neznámých prostor u hrobky zpovědníka krále

Podle jasně čitelného letopočtu na papírku se vzkazem od dělníků, kteří...

Skupina historiků a dalších odborníků v přímém přenosu vyzvedává schránu s ostatky králova zpovědníka Jindřicha...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Havarovali v Čechách, těla se našla v Německu. Nehoda migů na Šumavě

MiG-15T. Pod kabinou je vidět součást vlečného zařízení.

Nehoda dvou vojenských MiGů-15 na šumavském hřebeni v roce 1963 stála dva piloty život. Byla důsledkem šlendriánu a...

Další z rubriky

Z Mezinárodní vesmírné stanice se v lodi na padáku vrátili tři astronauti

Ruská kosmická loď Sojuz MS-11 s tříčlennou při bezpečném přistání v kazašské...

Kosmická loď Sojuz MS-11 přistála nad ránem v kazašské stepi s mezinárodní posádkou z ISS. Na orbitě strávili přes 200...

Plést, nebo tisknout? Na kutilském veletrhu jste si mohli zkusit obojí

Workshop pletení od sdružení Pleteme Město

Projekt opleteného města, nákupní taška vyrobená z trička na vyhození, ale i nejnovější 3D tiskárna z produkce firmy...

Do Sojuzu krátce po startu udeřil blesk, let to nenarušilo

Do ruského Sojuz udeřil při startu blesk (28. května 2019)

Deset sekund po startu udeřil do ruské kosmické lodi Sojuz blesk. Incident se stal v pondělí, k žádným škodám ale...

Najdete na iDNES.cz