Ako želiš zauvijek napustiti Sunčev sustav, brzina je tek početak. Potrebno je razumjeti gravitaciju, iskoristiti orbitu Zemlje i povesti bitku protiv same zvijezde. A goriva za pogreške nema.
Svemirske letjelice nemaju čarobni pogon na antimateriju, ni beskonačne rezerve energije. Ne putuju ravno prema cilju, već se prilagođavaju zakonima orbitalne mehanike, koriste gravitacijske prolaske, i ovise o svakom kilogramu goriva. U stvarnosti, svaki metar u sekundi je rezultat preciznog proračuna.
Unatoč tim ograničenjima, čovječanstvo je uspjelo. Samo pet letjelica dosad je poslano na putanju koja ih nepovratno vodi izvan granica Sunčeva sustava.
Pet ambasadora prema zvijezdama
Voyager 1 i Voyager 2 već su prošli heliosferu — područje gdje još osjećamo utjecaj Sunčeva vjetra. Pioneer 10 i 11 su na putu, ali zbog sporije brzine još se nalaze unutar granica heliosfere. Tu je i New Horizons, najnoviji među njima, koji je 2015. proletio pored Plutona i nastavlja prema Kuiperovu pojasu.
Tehnički, sve ove letjelice još su pod utjecajem Sunčeve gravitacije — ali na putanji koja ih više nikada neće vratiti.
Prva prepreka: pobjeći od Zemlje
Letjelica koja napušta Zemlju mora dosegnuti tzv. brzinu oslobađanja — najmanju brzinu kojom može nadvladati gravitaciju našeg planeta. Za Zemlju, ta brzina iznosi 11,2 kilometra u sekundi (oko 40.320 km/h). Ako raketa to ne postigne, jednostavno će pasti natrag.
No ni to nije dovoljno da pobjegneš iz Sunčeva sustava.
Zemlja se oko Sunca kreće brzinom od oko 30 kilometara u sekundi. Kad letjelica krene sa Zemlje, ona već nosi tu brzinu — i to može biti prednost. No da bi napustila cijeli sustav, mora dosegnuti tzv. solarnu brzinu oslobađanja: oko 42 kilometra u sekundi (više od 150.000 km/h), računajući iz perspektive Zemljine orbite.
Iskoristi sve što možeš — čak i rotaciju planete
Rakete se najčešće lansiraju što bliže ekvatoru. Tamo je Zemljina rotacija najbrža, pa letjelica dobiva dodatni “zamah”. Oko 465 metara u sekundi u smjeru istoka. Taj impuls smanjuje količinu goriva potrebnu za dostizanje brzine oslobađanja.
Pored toga, letjelice često koriste gravitacijske prolaske pored planeta kako bi dobile dodatnu brzinu bez trošenja goriva. To je razlog zašto misije poput Voyager-a koriste takozvani “gravitacijski praćak” — precizno izračunate putanje koje koriste gravitaciju Jupitera ili Saturna za ubrzanje.
Letjelice koje se kreću u orbiti — bilo oko Zemlje, bilo oko Sunca — zapravo su u stalnom slobodnom padu. Međutim, zbog njihove velike brzine, one stalno “promašuju” objekt prema kojem padaju. To je ono što stvara orbitu.
Zemlja se, primjerice, neprestano kreće prema Suncu — ali zahvaljujući orbitalnoj brzini, nikada se ne sudara s njim, već stalno kruži. Letjelica koja želi pobjeći iz te orbite mora postići brzinu dovoljnu da više ne “promašuje”, već da se potpuno otrgne iz gravitacijskog polja.
Isto vrijedi i za letjelice koje napuštaju Sunčev sustav. Ako imaju dovoljno energije, njihova putanja više nije eliptična, već otvorena parabola ili hiperbola — što znači da više nikada neće biti zarobljene u orbiti.
Najbrži među njima: New Horizons
New Horizons, lansiran 2006. godine, tada je bio najbrži objekt koji je čovjek ikad poslao u svemir. Zahvaljujući snažnoj raketi Atlas V, letjelica nije prvo ulazila u orbitu, nego je odmah krenula na izravnu putanju prema Plutonu.
Do Plutona je stigla 2015., a nakon bliskog susreta nastavila je svoje putovanje kroz Kuiperov pojas brzinom od oko 14 kilometara u sekundi. Iako je u startu bila najbrža, s vremenom ju je pretekao Voyager 1, ponajviše zahvaljujući gravitacijskim manevrima oko planeta. Danas je Voyager 1 i dalje najudaljeniji objekt koji je čovječanstvo ikada stvorilo.
Trenutno se nalazi više od 24 milijarde kilometara od Zemlje. Radio signal s te udaljenosti putuje više od 22 sata. Iako mu se izvor energije postupno gasi, instrumenti i dalje šalju podatke iz međuzvjezdanog prostora, gdje više nema ni traga Sunčevom vjetru.
U NASA-i se već razmatraju buduće misije koje bi mogle ići još dalje, još brže i još dublje u svemir. No zasad, tih pet letjelica ostaje trajni simbol ljudske znatiželje — tihe izaslanice civilizacije koja je prvi put zakoračila izvan granica svog sustava.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
