fbpx
Ilustracija/Flickr

Svemirska autocesta je budućnost: Mapiranje gravitacijskih polja ubrzat će put za sto tisuća puta!

Autor: Zlatko Govedić / 7dnevno

Svi bismo voljeli da možemo uskočiti u svemirski brod i putovati velikom brzinom, ponajprije unutar Sunčeva sustava, a zatim i šire. Svemir je neopisivo golem, štoviše nezamislivo. Čak je i naš sustav toliko velik da je svjetlu, najbržoj pojavi što postoji, potrebno oko 8 minuta i 20 sekundi da stigne od Sunca do Zemlje. Da bi doseglo rub Sunčeva sustava, potrebno mu je još oko pet i pol sati. Očito, problem je u tome što mi ne možemo putovati brzinom svjetlosti, barem ne zasad. No znanstvenici su nedavno otkrili mogućnost koja bi svemirska putovanja mogla skratiti za nevjerojatno mnogo vremena.

Iako tehnologija napreduje zapanjujućom brzinom, proći će još mnogo vremena prije nego što uspijemo brzo putovati između planeta. Međutim, novootkrivene “superautoceste” u Sunčevu sustavu u bliskoj bi budućnosti međuplanetarna putovanja mogle učiniti mnogo realnijima, a to ćemo pak moći ako ih budemo mogli mapirati precizno računajući gravitacijske sile Sunca, planeta, satelita i drugih tijela.

Sama ideja nije ništa novo. To činimo otkad smo lansirali prve letjelice i satelite izvan Zemljine orbite. Izračunavši ispravnu putanju, letjelicu možemo uputiti da obiđe tijelo pod određenim kutom te iskoristiti njegovu gravitaciju kao “praćku” za ubrzanje u točno određenom smjeru.

Međunarodni tim pod vodstvom Nataše Todorović, znanstvene suradnice na Astronomskom opservatoriju u Beogradu, u studenome 2020. objavio je rad koji je odjeknuo svijetom. Otkrili su rute u Sunčevu sustavu gdje interakcija gravitacijskih sila može ubrzati objekte koji prolaze kroz njih.

Hvala Jupiteru

“Nebeska autocesta je naziv koji je smišljen kako bismo ljudima približili o čemu je riječ. Pravi naziv bio bi ‘nestabilne mnogostrukosti koje su šestodimenzionalne’. To su zapravo rute ili gravitacijski koridori koji nastaju zbog interakcije planeta i raznih drugih tijela u Sunčevu sustavu. Koridori nastaju na mjestima gdje se te gravitacije ‘sudaraju’. Zahvaljujući njima, moguće je mnogo brže putovanje svemirskih letjelica”, rekla je Todorović za srpske medije.

Možda se pitate kako su znanstvenici uopće otkrili te “superautoceste”. Odgovor je zaista fascinantan. One se, naime, ne mogu vidjeti golim okom.

Stoga su Todorović i suradnici promatrali tri skupa nebeskih tijela. Prva skupina naziva se “kometi Jupiterove obitelji”. Oni imaju ophod kraći od dvadeset godina i stalno su privučeni Jupiterovom gravitacijom. Drugu skupinu čine Kentauri, komadi zaleđena stijenja koji su po svojim svojstvima između planetoida i kometa, a putuju između Jupitera i Neptuna. Treća promatrana skupina obuhvaća transneptunska tijela koja se nalaze dalje od Neptuna, u Kuiperovu pojasu i Oortovu oblaku.

Kada je tim znanstvenika prvi put istražio ta područja, sve se činilo normalnim. No tada su primijetili nešto čudno. Neki od Kentaura i transneptunskih tijela koji bi trebali imati orbite koje traju tisućama ili milijunima godina kretali su se mnogo brže od očekivanog. To je Todorović i suradnike navelo na daljnje istraživanje. Oni su znali za “gravitacijsku praćku”, no navedena su se tijela ubrzavala neprestano, a ne samo na određenim točkama u blizini planetā i satelitā; kao da su bili postavljeni na “pokretnu traku” usred svemira. Ukratko, na ta tijela nisu utjecale samo točke u svemiru gdje su bila prisutna masivna gravitacijska polja nego su ona jurila kroz prazan prostor slijedeći mrežu “nebeskih autocesta”.




Prikupivši podatke o milijunima orbita u Sunčevu sustavu, tim je shvatio da pojavu “superautocesta” uzrokuje gravitacijska interakcija između nebeskih tijela te da najveći utjecaj ima najmasivniji planet – Jupiter. To nije ništa čudno. Upravo zahvaljujući njemu, letjelice Voyager 1 i Voyager 2 već putuju kroz međuzvjezdani prostor. Bez Jupiterove “praćke”, one još desetljećima ne bi izašle iz Sunčeva sustava.

Otkriće “superautocesta” imat će ogroman i dalekosežan utjecaj na budućnost. Imajte na umu da su međuplanetarne udaljenosti uistinu ogromne. Primjerice, tijelima koja putuju od Jupitera do Neptuna potrebne su stotine tisuća, čak i milijun, godina, no po “superautocesti” put bi prešli u samo nekoliko desetljeća. To znači da se količina vremena može skratiti i do nevjerojatnih sto tisuća puta! Sada je jasno što bi to značilo za putovanja s ljudskim posadama. No postoje i druge prednosti.

Sprečavanje udara

Razumjevši fenomen “superautocesta”, astronomi sada mnogo preciznije mogu predvidjeti putanje kometa i asteroida koji prolaze u neposrednoj blizini Zemlje. To je iznimno važno ako se želimo zaštititi od potencijalnih kataklizmičkih udara. Čak i ako registriramo da jedan od njih juri prema Zemlji, imat ćemo više vremena za planiranje obrane. Moći ćemo točnije predvidjeti kada će nam se naći na putu i odvratiti ga.

Svemirske agencije diljem svijeta razvijaju razne tehnologije kako bi uklonile asteroide s putanje sudara sa Zemljom, no za njihovu realizaciju trebat će još mnogo vremena. Razumijevanje “superautocesta” znanstvenicima će osigurati više vremena da promijene putanju nebeskog tijela koje nam juri u susret, a što više vremena budu imali, to će biti i veća uspješnost u sprečavanju udara koji bi mogao istrijebiti ljude, baš kao što je jedan asteroid zbrisao dinosaure i 75 posto svih vrsta na planetu prije 66 milijuna godina.




Sljedeći razlog zbog kojeg astronomi opsežno proučavaju te nebeske koridore jest to što moramo znati gdje se oni križaju. Već znamo da se po njima brzo kreću asteroidi i kometi pa ako želimo svemirske letjelice poslati na iste putanje, moramo moći izbjeći sudare s njima.

Već se promišlja i o jednom futurističkom projektu. Stručnjaci predviđaju da će se na raskrižjima “superautocesta” izgraditi razne svemirske postaje. Vjerojatno će upravo na tim čvorištima većina svemirskog otpada ući na “superautoceste” pa će svemirske letjelice koje im se približavaju morati nastaviti s oprezom.

Ako ćemo se tim nebeskim putovima moći koristiti za transport svemirskih letjelica, ljudi, opreme i zaliha po Sunčevu sustavu, to bi uistinu promijenilo sve. Bile bi to uistinu “autoceste budućnosti”. No kao i svaka druga autocesta, one bi morale imati i neku vrstu odmorišta.

Lagrangeove točke

Martin Lo, NASA-in stručnjak, smatra da bi se na križanjima “superautocesta” morale izgraditi postaje za opskrbu gorivom ili zalihama. Te bi se postaje morale nalaziti na točno određenim mjestima gdje bi njihove orbite mogle opstati neograničeno dugo, koristeći se samo gravitacijom Sunca i planetā.

Kada bi postaje bile postavljene na ispravnom položaju uz “superautocestu”, ne bi im trebala nikakva dodatna energija. One bi bile postavljene na tzv. Lagrangeovim točkama gdje gravitacija jednog nebeskog tijela uravnotežuje gravitaciju drugog.

Fizikalnim jezikom, riječ je o stabilnim točkama u problemu interakcije triju tijela koji, za razliku od problema dvaju tijela, nema opće analitičko rješenje. Talijanski astronom Joseph-Louis Lagrange (1736.-1813.) za treće je tijelo našao da može neporemećeno opstati u sustavu, na položaju pet točaka u ravnini u kojoj se sva tijela gibaju.

Primjenjujući Lagrangeove točke, Lo je mapirao dijelove svemirskih “superautocesta” u blizini Zemlje, gdje se gravitacija uravnotežuje.

Iako se sve to čini kao veoma praktično rješenje, treba napomenuti da postoje i očiti nedostaci. Naime, željeno odredište ne mora se nalaziti izravno na ruti. Primjerice, ako želite doputovati do Neptuna, vrlo je vjerojatno da će vaša letjelica morati proći kroz nekoliko čvorišta. Budući da bi moglo postojati mnogo različitih “superautocesta”, možda ćete morati pričekati da planet na kojem se nalazite bude na pravom mjestu u svojoj orbiti da biste došli do one koja vam je potrebna. Po tome ispada da bi put mogao trajati dulje nego da postoji visokotehnološki motor koji bi vas mogao lansirati ravnom linijom do odredišta, a to je već očito ograničenje svemirskih putovanja.

Pogoditi datum

I danas je tako. Pri planiranju misija na Mars znanstvenici moraju pričekati određeno doba godine kada se naš i Crveni planet nalaze na najbližim točkama. Nema smisla lansirati letjelicu na Mars kada se on nalazi s druge strane Sunca. Isto bi vrijedilo i za “superautoceste”.

Ako se željeno čvorište na brzoj nebeskoj putanji nalazi s druge strane Sunca, morat ćemo pričekati da se naš planet okrene bliže tom mjestu.

Međuplanetarne nebeske autoceste relativno su novo otkriće pa je pred nama još dug put prije nego što će ljudi na godišnjem odmoru obilaziti Sunčev sustav.

No, da zaključimo, ako ništa, razumijevanje “superautocesta” i brzog kretanja po našem svemirskom susjedstvu pomoći će astronomima da identificiraju objekte koji su na putanji sudara sa Zemljom.

No svakako je zamislivo da će svemirske agencije u bliskoj budućnosti razmotriti korištenje brzih nebeskih autocesta kako bi letjelicama omogućile brže i učinkovitije putovanje kroz Sunčev sustav.

Autor:Zlatko Govedić / 7dnevno
Komentari odražavaju stavove njihovih autora, ali ne nužno i stavove portala Dnevno.hr. Molimo čitatelje za razumijevanje te suzdržavanje od vrijeđanja, psovanja i vulgarnog izražavanja. Portal Dnevno.hr zadržava pravo obrisati komentar bez najave i/li prethodnog objašnjenja.