Jak funguje gravitační manévr?
Vesmírné sondy, které míří k vnějším planetám Sluneční soustavy, často využívají tzv. gravitační prak. Jak toto kouzlo fyziky funguje?
Gravitační manévr je jedním ze zázraků nebeské mechaniky, bez nějž by výzkum vzdálených světů pravděpodobně nebyl možný. Vypouštění družic k jiným planetám je obecně velmi náročné na tah a výdrž raketového motoru. S tím souvisí potřeba značného množství paliva. Proto je výhodnější využít plně funkční a nezpochybnitelné fyzikální zákony.
Podstata gravitačního manévru spočívá ve výměně hybnosti mezi sondou a planetou, u níž se postup provádí. Automat se kolem planety prosmýkne a získá rychlost (vůči Slunci) na úkor rychlosti oběžnice. Jelikož má ovšem oproti ní nesrovnatelnou hmotnost, může popsaným způsobem zásadně ovlivnit svůj pohybový stav a značně se urychlit, zatímco na pohyb planety má manévr jen zanedbatelný efekt. Vzhledem k oběžnici se příletová a odletová rychlost družice nemění; při pohledu ze soustavy spojené se Sluncem to však vypadá, jako by se od planety odrazila v potřebném směru.
TIP: Kosmické rychlosti: Jak rychle je třeba letět do vesmíru?
Nevýhodou uvedeného postupu je delší doba letu k cíli. Například sonda Rosetta, která v roce 2004 zamířila ke kometě 67P/Čurjumov-Gerasimenko, celkem třikrát proletěla okolo Země, než nabrala konečný směr ke svému cíli. Start takových sond se pak plánuje roky dopředu.
Animace trajektorie sondy Juno (foto: Wikimedia Commons, Phoenix7777, CC BY-SA 4.0)
