Jak szybko poruszamy się w kosmosie?

W kosmosie wszystko się porusza. Było to zapewne jedno z pierwszych spostrzeżeń człowieka pierwotnego. Podziwiał niebo, ale nie mógł przepuszczać z jak niedorzecznie wielkimi prędkościami pędzą przez przestrzeń planety, komety, czy nawet on sam.

Podobno bezzałogowy samolot X-43 zdołano rozpędzić do 11 tysięcy km/h. Mógłby okrążyć naszą planetę w zaledwie 3,5 godziny. Nieźle, jednak prędkości, które imponują na Ziemi, wydają się wręcz śmiesznie niskie w odniesieniu do przestrzeni kosmicznej. Wiele popularyzatorskich książek i filmów ilustrując odbiorcy potęgę wszechświata, skupia się na niebotycznych masach i rozmiarach obiektów, zapominając, że olbrzymim dystansom i szokującym energiom, towarzyszą równie efektowne prędkości. Wyrzućmy więc na moment pospolite kilometry na godzinę, zastępując je praktyczniejszymi kilometrami na sekundę, i spójrzmy na kilka przykładów kosmicznej dynamiki. Żeby wszystko było czytelne, użyjemy prędkościomierza ze skalą od 0 do 300 km/s, tj. tysięcznej części prędkości światła.

ISS – 27 743 km/h

Z jaką prędkością porusza się ISS?

Najpierw coś bliskiego, czyli Międzynarodowa Stacja Kosmiczna znajdująca się zaledwie 400 kilometrów nad naszymi głowami. Ważąca niecałe 500 ton struktura, zamieszkała przez sześciu lokatorów, okrąża naszą planetę aż piętnaście razy na dobę. Jej średnia prędkość względem powierzchni Ziemi wynosi 7,7 km/s, czyli 27 tys. km/h. 

Wyprawa Apollo 10 – 39 896 km/h

Prędkość rakiety Saturn V

Tyle wynosi rekord prędkości z jaką podróżowali ludzie. Ustanowiony bardzo dawno bo w 1969 roku, jeszcze w epoce księżycowego programu Apollo, i do dziś niepobity. Stafford, Cernan i Young wyruszyli w kierunku Srebrnego Globu dwa miesiące przed pamiętnym lotem Apollo 11. Oczywiście nie wylądowali na Księżycu, trafiając jedynie na jego orbitę, ale jak widać zapisali się w historii w inny sposób. W drodze powrotnej statek osiągnął prędkość 11,1 km/s, czyli niecałych 40 tys. km/h. To akurat tyle, aby w godzinkę obiec Ziemię na wysokości równika.

Voyager 1 – 61 200 km/h

Prędkość sondy Voyager 1

Wystrzelony w 1977 roku Voyager to sonda niezwykła z wielu względów. Przede wszystkim, uważana jest za najbardziej oddalone od Ziemi dzieło ludzkich rąk, być może pierwsze, które opuściło Układ Słoneczny (zależnie od tego jak zdefiniujemy granicę Układu). W tym momencie urządzenie znajduje się w odległości ponad 20 miliardów kilometrów od Słońca, a więc 137 razy dalej niż Ziemia i 3,5 raza dalej niż zmarznięty Pluton. Zasuwa z prędkością 17 km/s, czyli ponad 61 tys. km/h, jednak nawet przy takich osiągach, dotarcie do którejś z sąsiednich gwiazd zabierze jej kilkadziesiąt tysięcy lat.

Ziemia – 109 033 km/h

Z jaką prędkością porusza się Ziemia?

Nie zapominajmy, że my sami również dryfujemy przez przestrzeń kosmiczną i to na kilka sposobów. Sam ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca odbywa się z niemałą prędkością, wahającą się od 29,2 km/s do 30,2 km/s, czyli 109 tys. km/h. Właśnie taka prędkość Ziemi jest konieczna aby planeta przebyła drogę 940 milionów kilometrów w 365 dni i zatoczyła pełne koło… To znaczy elipsę. 

Juno – 262 800 km/h

juno-predkosciomierz

Choć sonda ta została wystrzelona w 2011 roku, dopiero w roku ubiegłym osiągnęła swój cel. Właśnie obiega Jowisza, dzielnie walcząc z jego niszczącą magnetosferą i przesyłając nam niezwykle cenne informacje. Wszystko dlatego, że Juno bardzo zbliżyła się do gazowego olbrzyma, sunąc zaledwie 5 tys. kilometrów nad amoniakową atmosferą. O tym wszystkim pisałem już w tym tekście, jednak nie wspomniałem wtedy, że latem 2016 roku sonda wyśrubowała rekord prędkości. Podczas ustalania orbity, przy grawitacyjnej pomocy rozdętej planety, Juno osiągnęła wynik 73,7 km/s, czyli ponad 262 tys. km/h. Jest to, na tę chwilę, największa prędkość osiągnięta przez produkt ludzkich rąk.

Zbliżanie Andromedy i Drogi Mlecznej – 400 000 km/h

andromeda-predkosciomierz

Znów wracamy do naszego mimowolnego ruchu “własnego”. Zapewne słyszeliście o tym, że dwie największe galaktyki Grupy Lokalnej – galaktyka M31 oraz Droga Mleczna – poważnie mają się ku sobie. Obecnie od Andromedy dzieli nas 2,5 miliona lat świetlnych, jednak nieustępliwa grawitacja szybko ten dystans zmniejsza. No dobrze, to czy tempo zbliżania uznamy za szybkie, zależy od punktu widzenia. W rzeczy samej, przy prędkości wynoszącej około 111 km/s, do zderzenia nie dojdzie szybciej niż za 3,5 miliarda lat. 

Solar Probe Plus – 720 000 km/h

solar-probe-predkosciomierz

Zapewne jeszcze będę miał sposobność wiele razy wspomnieć o tej sondzie w przyszłości. Planowana na 2018 rok misja, ma pozwolić na dokładniejsze niż kiedykolwiek badania naszej gwiazdy, zbliżając się doń na odległość zaledwie 6 milionów kilometrów(!). Jednocześnie Solar Probe Plus pobije kosmiczne rekordy prędkości, w tym ten osiągnięty przez Juno. Skoro masa Jowisza pozwoliła wykręcić 73 km/s, to nie powinno dziwić, że Słońce pomoże rozpędzić półtonowy przyrząd do prędkości bliskich 200 km/s, czyli 720 tys. km/h. W takim tempie można by przemierzyć drogę z Ziemi do Marsa (przy korzystnym ułożeniu obu planet) w trzy i pół dnia. 

Układ Słoneczny – 792 000 km/h

uklad-predkosciomierz

Nie dość, że poruszamy się dość szybko na wymęczonym grzbiecie naszej planety wokół Słońca, to jeszcze kłusujemy przez przestrzeń wraz z całym Układem Słonecznym. Tak jak Ziemia okrąża Słońce, tak Słońce z całym systemem obiega masywne centrum Drogi Mlecznej. Ten swoisty rok galaktyczny, podczas którego ramię Oriona (to w nim siedzimy) wraca do punktu wyjścia, trwa około ćwierć miliarda lat. Oznacza to, że właśnie w tym momencie prujemy przez kosmos z prędkością 220 km/s, czyli jakiś 792 tys. km/h.

predkosc-swiatla2

Na zakończenie warto zestawić powyższe przykłady z najwyższą dostępną prędkością, czyli prędkością światła. Jak wiadomo, żaden obiekt posiadający masę nie jest w stanie osiągnąć magicznego pułapu 300 000 km/s, czyli 1,08 miliarda km/h. Przy takiej wartości nasz prędkościomierz by eksplodował, więc nieco zmieńmy skalę. Oto jak ma się prędkość 220 km/s (ruch Układu Słonecznego) wobec osiągów fotonu. W żadnym z powyższych przypadków nie sięgnięto nawet 0,1% c.

Skąd startują rakiety? 7 najbardziej eksploatowanych kosmodromów 7 niesamowitych zdjęć Hubble’a (Waszym zdaniem) Kult cargo: Gdy człowiek tworzy boga