Orgie pro kosmonautiku? Cestování mezi planetami u TRAPPIST-1 nebude tak snadné

Foto: SpaceX (CC)
Foto: SpaceX (CC)

Desítky let sníme prostřednictvím sci-fi literatury i filmů o tajuplných světech se dvěma slunci, létajícími horami nebo nekonečnými oceány. Jak to vypadá na skutečných planetách u cizích hvězd, zatím nevíme. Objevy z posledních dvaceti letech ale ukazují, že mnoho systémů je skutečně bizarních a vzrušujících.

V případě planetárního systému TRAPPIST-1 máme ve vzdálenosti pouhých 9 milionů kilometrů od hvězdy namačkáno 7 planet. Připomeňme, že Merkur se nachází asi 58 milionů kilometrů od Slunce.

Vzdálenost mezi planetami je tedy velmi malá. Například planety „e“ a „f“ dělí asi jen 1,4 milionů kilometrů – respektive samozřejmě jejich oběžné dráhy.

TRAPPIST-1: parametry oběžných drah

PlanetaOběžná doba (dny)a (AU)a (km)Počet tranzitů
b1.50.0111 645 60037
c2.40.0152 244 00029
d4.050.0213 141 6009
e6.10.0284 188 8007
f9.20.0375 535 2004
g12.350.0456 732 0005
hcca 200.068 976 0001

Kdybychom bydleli na planetě „e“, možná bychom nemuseli o cestování na ostatní planety jen snít. Vše je prakticky za rohem. Jak snadné by to ale pro naše rakety bylo? K tomuto tématu, které jsme už nakousli, jsem se chtěl ještě vrátit, ale trochu mě inspiroval a předběhl Daniel Marín na svém blogu.

Cestování vesmírem není stejné jako cestování autem do práce. Ve vesmíru je vše v pohybu. K Marsu nemůžete letět rovně po spojnici. Kosmické sondy po startu nesměřují k Marsu ale do bodu, ve kterém se bude Mars v době jejich příletu nacházet. A co je ještě důležitější – k cestování potřebujete energii… hodně energie. Asi nejvíce si to uvědomíte, když stanete tváří tvář obří raketě plné paliva na startovní rampě.

Pro cesty z jednoho tělesa na druhé, kdy obě obíhají okolo hmotného centrálního tělesa, se používá tzv. Hohmannova elipsa. Z hlediska množství paliva je to takřka ideální dráha pro přelet mezi dvěma planetami.

K dosažení cíle potřebujete určitou rychlost (delta V), která je závislá na hmotnosti centrálního tělesa (hvězdy), vzdálenosti od ní a v podstatě také na vašich plánech. Budete potřebovat určité množství paliva pro průlet, více paliva bude potřeba pro navedení na oběžnou dráhu a ještě více pro přistání. Celé je to ale složitější, protože můžete vyžívat brzdění o atmosféru a především – pro dosažení vzdálenějších planet Sluneční soustavy je potřeba opravdu vysoká delta V, takže sondy obvykle nejdříve letí opačným směrem a využijí gravitační prak Venuše, Země atd.

Létáme z planety na planetu u TRAPPIST-1

Jak by to vypadalo u systému TRAPPIST-1? Planety se nacházejí blízko od hvězdy, ale ta má zase jen 8 % hmotnosti Slunce. První špatnou zprávou je, že planety jsou podobné Zemi, takže k dosažení nízké oběžné dráhy bude potřeba zhruba podobná rychlost, jako v případě naší planety. To nás bude trápit zejména při návratu. Pokud to srovnáme s astronauty na povrchu Marsu, tak těm stačí k dosažení nízké oběžné dráhy rychlost jen asi 3,8 km/s.

Ale to jsme trochu předběhli. Abychom se dostali na Hohmannovu elipsu, bude potřeba opravdu silný motor. Například pro dosažené dráhy planety „f“ z oběžné dráhy planety „e“ bude delta V asi 3,3 km/s. Pro přelet z planety „f“ na planetu „g“ asi 2,1 km/s a pro přelet z „e“ na „g“ asi 5,5 km/s. To se ale bavíme jen o rychlostech pro dosažení planety – bude potřeba dalšího paliva pro navedení na oběžnou dráhu a přistání.

Pro srovnání uveďme, že k dosažení Marsu z nízké oběžné dráhy Země je potřeba delta V 4,3 km/s a k dosažení Venuše 3,8 km/s. Rychlosti jsou tedy srovnatelné.

TRAPPIST-1 ale nabízí výhodu v podobě již zmíněných malých vzdáleností. Přelet z planety „e“ na planetu „f“ by trval zhruba 4 dny. To je samozřejmě pro posádku podstatně příjemnější ve srovnání s několika měsíci letu k Marsu.

Druhou výhodou je rezonance. Oběžné dráhy planet u TRAPPIST-1 jsou v poměrech celých čísel. Když planeta „e“ oběhne třikrát, planeta „f“ dvakrát. Obě planety se tak k sobě dostávají nejblíže jednou za 18 dní. Na výlet se tedy můžete vydat častěji než na Mars – v jeho případě nastávají tzv. startovací okna jednou za zhruba dva roky.

Menší vzdálenosti mezi planetami můžete také využít ke gravitačním prakům a to rychleji než ve Sluneční soustavě. K cestě z planety „e“ na „g“ byste mohli využít gravitace planety „d“, pak své vlastní planety apod.

TRAPPIST-1 není mimochodem jediný kompaktní systém. Už v prvních článcích jsme zmiňovali Kepler-11. V tomto případě ale planety obíhají velmi blízko okolo hvězdy s hmotností Slunce. Delta V bude v tomto případě někde okolo 300 km/s! To už bude chtít hodně velkou raketu.

Tip: Delta V pro přelety ve Sluneční soustavě zjistíte z tohoto pěkného schématu. Stačí sčítat rychlosti.  Příklad: pro dosažení oběžné dráhy Marsu z nízké oběžné dráhy Země (Low orbit): 2,4 + 0,68 + 0,09 + 0,39 + 0,67 + 0,34 + 0,4 + 0,7 = 5,67 km/s.

www.novedalekohledy.cz

Warning: A non-numeric value encountered in /data/web/virtuals/6138/virtual/www/wp-content/themes/Newspaper/includes/wp_booster/td_block.php on line 1008