Rover Perseverance do Marsa je stigao za nešto manje od sedam mjeseci. Voyageru 2 trebalo je oko dvije godine do Jupitera i dvanaest do Neptuna. MESSENGER je, međutim, tek nakon više od šest i pol godina ušao u orbitu Merkura, mnogo bližeg planeta. Trajanje svemirskog putovanja ne ovisi samo o udaljenosti: presudni su putanja, položaj planeta, pogon i način dolaska.
Za let do nekog planeta ne postoji jedinstveno trajanje koje bi vrijedilo za svaku misiju. Letjelica može samo proletjeti pokraj odredišta, usporiti i ostati u orbiti ili pokušati sletjeti. Svaki od tih ciljeva zahtijeva drukčiju putanju i drukčiju količinu energije.
Koliko su do planeta putovale stvarne misije?
Tablica uspoređuje vrijeme od lansiranja sa Zemlje do navedenog događaja. Ne prikazuje najkraće moguće letove niti procjenu za buduće misije s ljudskom posadom. Sve navedene letjelice bile su robotske.
Datumi su navedeni u NASA-inim zapisima o misijama MESSENGER, Mariner 2, Perseverance i Voyager 2. Kod Voyagera sva se trajanja računaju od istog lansiranja. Osam godina do Urana ne znači osam dodatnih godina nakon Saturna.
Letove do bližeg odredišta uspoređujemo u tekstu koliko traje putovanje do Mjeseca. I ondje se trajanje mijenja ovisno o odabranoj putanji i cilju misije, premda su razmjeri putovanja znatno manji.
Zašto se ne računa samo udaljenost podijeljena brzinom?
Na cestovnoj karti dva grada uglavnom ostaju na istom mjestu. Planeti se neprestano gibaju oko Sunca, a letjelica po izlasku iz Zemljine blizine također slijedi putanju oblikovanu Sunčevom gravitacijom. Odredište na dan polaska neće biti ondje gdje će se nalaziti u trenutku dolaska.
Putanja se planira prema budućem susretu. Letjelicu treba poslati prema mjestu na kojem će planet biti nakon nekoliko mjeseci ili godina. Najkraća trenutačna udaljenost između Zemlje i odredišta pritom nije nužno duljina puta koju će sonda prijeći.
Ni brzina nije stalna. Letjelica ubrzava ili usporava pod utjecajem gravitacije, a manevrima korigira putanju. Broj koji opisuje njezinu brzinu u odnosu na Sunce ne mora biti jednak brzini u odnosu na Zemlju ili planet kojem se približava.
To objašnjava i zašto internetski izračun “Mars je toliko kilometara daleko, raketa ide toliko kilometara na sat” lako daje pogrešan odgovor. Takav račun može opisati zamišljeni pravocrtni let stalnom brzinom. Za stvarnu međuplanetarnu misiju treba poznavati cijelu putanju i promjene brzine tijekom leta. Položaje planeta i njihovo gibanje možete usporediti u našem pregledu Sunčeva sustava.
Mars: nekoliko mjeseci leta, ali i čekanje na polazak
Putovanje Perseverancea trajalo je 203 dana, ali druge misije do Marsa mogu putovati kraće ili dulje. Trajanje leta ovisi o masi tereta, raspoloživoj energiji, uvjetima dolaska i znanstvenim ciljevima misije. Za brži let obično je potrebno više energije, a veća brzina pri dolasku može otežati usporavanje.
Povoljni položaji Zemlje i Marsa za uobičajene međuplanetarne putanje ponavljaju se približno svakih 26 mjeseci. Misija se lansira unutar povoljnog vremenskog raspona, takozvanog prozora za lansiranje. Ako ga propusti, mjesec dana poslije više ne može krenuti istom putanjom uz iste uvjete.
Za misiju s posadom trebalo bi uračunati i boravak na Marsu te povratak. Jednosmjerni let od nekoliko mjeseci nije trajanje cijele ekspedicije. Izbor datuma povratka može zahtijevati dugo čekanje na ponovno povoljan raspored planeta, a posada bi trebala zalihe i zaštitu za sve faze puta.
Zašto je MESSENGER do Merkura putovao dulje nego Voyager do Jupitera?
Pri letu prema unutrašnjosti Sunčeva sustava letjelica ulazi dublje u Sunčevo gravitacijsko polje. Nije dovoljno samo dosegnuti Merkurovu orbitu: za ostanak uz planet mora se postići odgovarajuća brzina u odnosu na njega. Bez dovoljno usporavanja sonda bi nastavila dalje.
MESSENGER je obavio prelet Zemlje, dva preleta Venere i tri Merkura prije ulaska u orbitu. Susreti s planetima postupno su prilagođavali putanju i smanjivali potrebu za gorivom. Dulja putanja omogućila je sondi da uz raspoloživo gorivo uđe u orbitu Merkura.
Voyager 2 kod Jupitera nije morao ostati u orbiti. Proletio je pokraj planeta i nastavio prema Saturnu, Uranu i Neptunu. Usporediti njegov dolazak do Jupitera s MESSENGER-ovim ulaskom u orbitu Merkura znači usporediti dva vrlo različita zadatka. Sama blizina odredišta ne govori koji je od njih jednostavniji.
Što letjelica dobiva gravitacijskim manevrom?
Tijekom preleta planet mijenja smjer i brzinu letjelice. Gledano u odnosu na Sunce, pravilno odabran prelet može povećati ili smanjiti orbitalnu energiju letjelice. Učinak ovisi o tome s koje strane i kojom brzinom prilazi planetu.
Za takav manevar letjelici nije potreban potisak motora. Letjelica razmjenjuje vrlo malu količinu energije i količine gibanja s planetom. Budući da je planet neusporedivo masivniji, promjena njegova gibanja praktično je zanemariva, dok sonda može znatno promijeniti brzinu i smjer.
Voyagerovi susreti omogućili su obilazak više divovskih planeta jednom letjelicom. Takav niz zahtijevao je odgovarajući raspored odredišta. Ne može se svakog datuma lansirati kopija Voyagera 2 i očekivati isti put do Neptuna.
Prelet, orbita ili slijetanje?
Prelet pruža kratak susret s planetom i često dopušta veliku brzinu prolaska. Za ulazak u orbitu letjelica mora dovoljno usporiti da ostane vezana uz planet, a slijetanje zahtijeva dodatno smanjivanje brzine i siguran dolazak na tlo. Atmosfera može pomoći kočenju, ali donosi toplinsko opterećenje i druge zahtjeve.
Vrijeme navedeno uz neku misiju stoga treba čitati zajedno s opisom dolaska. Voyager 2 do preleta Neptuna putovao je dvanaest godina. To ne znači da bi jednako dugo trajala misija koja bi ondje ostala u orbiti: za nju bi trebalo zasebno izračunati putanju, energiju lansiranja i mogućnost kočenja.
