Víte, že astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) pociťují přibližně 90 % gravitačního zrychlení, které pociťujeme na povrchu Země? To se může zdát zvláštní, zejména proto, že když se na ně díváme, stále se vznášejí. To sice svádí k myšlence, že ve vesmíru žádná gravitace není, ale to je zcela zjevně velmi daleko od pravdy, proč se tedy vznášejí1?
Na Zemi jsme k Zemi přitahováni rychlostí 9,81 metru za sekundu na druhou, což znamená, že kdybychom nebyli přitisknuti k zemi, naše rychlost by se každou sekundu zvýšila o 9,81 metru za sekundu! Tomu se říká volný pád. To můžeme zažít v počáteční fázi seskoku padákem, při turbulencích v letadle nebo při sjíždění strmé části na horské dráze. Často je doprovázen podivným pocitem nevolnosti v žaludku.
Pokud vezmeme láhev s vodou a vyvrtáme do ní několik otvorů, můžeme zjistit, proč jsou astronauti ve stavu beztíže. Na láhev i na vodu působí zemská gravitace. Když láhev držíme v klidu, voda vypadává otvory ven, protože ji gravitace táhne dolů. Když pak láhev uvolníme, obě jsou taženy dolů stejnou rychlostí. Protože mezi nimi není žádný rozdíl ve zrychlení, voda se spokojeně vznáší uvnitř láhve a vůbec nevychází otvory ven.
Toto se ve skutečnosti děje těm astronautům. Když je něco na oběžné dráze kolem Země, je to gravitační silou stahováno dolů. V případě ISS je to asi 9 metrů za sekundu na čtverec! Kdyby se ISS nepohybovala nad Zemí, spadla by na povrch za méně než hodinu. Astronaut Scott Kelly byl však na palubě jen rok a do ohnivé zkázy se nezřítil. Je to proto, že ISS nezůstává na místě. Ani trochu.
ISS letí rychlostí přibližně 17 000 km/h, což je více než desetinásobek rychlosti letící kulky. To je zcela nezbytné, protože jak gravitace trhá ISS dolů směrem k povrchu, vesmírná stanice se posunula dostatečně daleko, aby minula povrch. Tato rovnováha je velmi nejistá. Kdyby ISS letěla rychleji, místo toho by se pokaždé od Země vzdálila a unikla by do vesmíru. Kdyby letěla pomaleji, neustále by se přibližovala k Zemi, což nechceme2.
Jak na to astronauti trénují, aby si zvykli? Vraťme se znovu k demonstraci s lahví vody. Zamyslete se na chvíli: Co by se stalo, kdybychom láhev s vodou místo pouhého upuštění vyhodili do vzduchu? Podívejme se na to!
Ačkoli byste si mohli myslet, že voda při cestě nahoru vyteče a při cestě dolů zůstane uvnitř, místo toho se ukáže, že voda zůstává uvnitř láhve od okamžiku, kdy se uvolní z ruky. To znamená, že i při cestě nahoru je ve volném pádu, což se zdá divné, ale voda i láhev jsou po stejnou dobu vystaveny stejné gravitaci bez dalších vnějších sil. Při výcviku kosmonautů se dělá totéž, ale se vzduchovoup
dráhou. Toto letadlo, chytře a nepříjemně známé jako Zvratková kometa, vyletí nahoru a pak vybíhá vzduchem, což mu umožňuje pokračovat vzhůru po podobné trajektorii jako láhev. Pak, než dopadne na zem, se piloti vznesou a chvíli letí k nebi, než celý proces znovu zopakují. Jak si dokážete představit, stačí to k tomu, aby se každému udělalo trochu nevolno3.
1Obrázek: Satoši Furukawa se vznáší na palubě ISS. Foto: NASA
2Jde o skutečný problém. ISS se mírně zpomaluje kvůli vnějším částem zemské atmosféry. V důsledku toho používá zhruba jednou za měsíc trysky, aby se dostala zpět na rychlost!“
3Snímek: Trajektorie komety Vomit. S laskavým svolením NASA
Napsáno autorem: Scott Alton