O autoroviDoc. 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 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.
