Viteza cosmică

1. A doua viteza cosmica

A. Introducere

Latura cea mai complexa a navigatiei cosmice o constituie, fara indoiala, realizarea zborului de la o planeta la alta, cu stationare pe suprafata planetei de destinatie. Totodata, aceasta latura se prezinta ca o faza superioara a dezvoltarii cosmonauticii.

Pentru a zbura de pe o planeta pe alta trebuie tinuta seama de legile care guverneaza miscarea planetelor si, inainte de toate, de legea atractiei universale. Toate planetele sistemului solar se misca in jurul Soarelui pe orbite inchise (elipse), viteza cu care ele dau ocol astrului fiind din ce in ce mai mica, pe masura ce orbitele sunt mai mari, adica pe masura ce planetele sunt mai departate de Soare. Astfel, Mercur, planeta cea mai apropiata de Soare (distanta medie 57,93 milioane km), se invarteste cu viteza de 47,9 km pe secunda, in timp ce Venus – planeta imediat urmatoare – care se afla la o departare medie de Soare de 108 milioane km, are viteza de rotatie de numai 35 km pe secunda, iar Pamantul (departare medie de Soare de 108 milioane km) se roteste in jurul astrului cu 29,8 km pe secunda.

B. A doua viteza cosmica

Cum se stie, pentru a se putea plasa un satelit pe orbita, trebuie sa i se imprime acestuia o viteza de egala cu prima viteza cosmica corespunzatoare inaltimii respective (7,9 km pe secunda la suprafata Pamantului, 7,85 km pe secunda la 250 de km altitudine si asa mai departe descrescand pe masura ce inaltimea orbitei este mai mare). Cand viteza initiala este exact cea necesara (prima viteza cosmica sau viteza circulara), satelitul descrie o orbita circulara cu centrul in centrul Pamantului. In acest caz viteza satelitului este aceeasi in oricare punct al orbitei. Daca, insa, la introducerea pe orbita se imprima satelitului o viteza mai mare decat viteza circulara, orbita satelitului se alungeste, luand forma unei elipse. Continuand sa marim viteza initiala, orbita se alungeste tot mai mult, pana la infinit; este cazul vitezei de 11,2 km pe secunda – a doua viteza cosmica, pentru care orbita satelitului nu se mai inchide, ea devenind hiperbola, corpul parasind orbita Pamantului.

2. Sondele spatiale

A. Generalitati

Sondele spatiale sunt sateliti mai speciali, destinati fie sa se plaseze pe orbita in jurul Soarelui, fie sa efectueze o lunga calatorie, in spatiu, inainte de a intalni astrul pe care au fost programati sa il studieze. Misiunea unei sonde spatiale este complexa si costisitoare.

Intalnirea, departe de Pamant, dintre un corp ceresc si o sonda spatiala, necesita o pregatire indelungata si participarea unui mare numar de specialisti din cele mai diferite domenii. Sonda trebuie sa fie lansata intr-o perioada stabilita foarte exact (care depinde de pozitia relativa a Pamantului fata de corpul ceresc vizat). Ea trebuie sa faca o lunga calatorie: de la patru pana la sase luni pentru Venus, aproape un an pentru Marte, mai multi ani pentru Jupiter si planetele situate mai departe …

Cum, in general, nu revin pe Pamant, ele trebuie sa dispuna de instrumente capabile sa functioneze, fara erori, mult timp in vidul spatial si sa poata trasmite, prin radio, toate informatiile pe care le culeg.

B. Cum se ajunge la o planeta

Ca o sonda sa ajunga la o planeta, s-ar putea crede ca este suficient ca aceasta sa urmeze o traiectorie in linie dreapta. Cum planetele se invartesc aproape toate in acelasi plan (in afara de Mercur si Pluto), traiectoria cea mai economica, este o elipsa tangenta in acelasi timp si la orbita Pamantului (in momentul lansarii sondei) si la cea a planetei vizate (in momentul sosirii sondei). Aceasta este traiectoria Hohmann, dupa numele inginerului german care a calculat-o pentru prima oara. Din pacate aceasta traiectorie, desi cea mai economica, este si cea mai lunga: durata calatoriei variaza de la 3 luni si jumatate pentru a ajunge la Mercur, pana la 45 de ani jumate pentru a ajunge la Pluto.