Astronautika: misije

Odavno se neko sjetio, zašto bi se mučili sa zakopavanjem nuklearnog otpada na dnu okeana, u starim rudnicima i sličnim egzotičnim mjestima, kad bi jednostavno mogli da ga natovarimo na raketu i pošaljemo pravo na Sunce? Problem predstavlja orbitalna mehanika.

U čemu je zapravo problem? Prvo, ajde da zanemarimo koliko bi prostora imali za grešku prilikom lansiranja nuklearnog otpada sa Zemlje. Zamislite da raketa sa takvim paketom kruži oko planete kao Dugi Marš 5B prije 20-ak dana i da vijećamo gdje će pasti. Nego, recimo da se takav peh ne može desiti, koje su onda tehničke prepreke da se takvo nešto izvede?

nuklearni otpad

Ovako na prvi pogled djeluje poprilično lako. Sunce ima jaku gravitaciju, šta god bacimo u tom pravcu, pašće na njega. Međutim, neće. Mi orbitiramo oko Sunca poprilično brzo, tako da ukoliko bi sa Zemlje krenuli ka Suncu, promašili bi ga. Morali bi da usporimo toliko da ne idemo u pravcu koji je normalan na pravac Zemlja-Sunce, kojim sada jurcamo brzinom od 30 km/s. Zapravo bi morali da ubrzamo tu raketu 30 km/s u suprotnom pravcu od kretanja Zemlje oko Sunca, kako bi ona prestala da se okreće oko Sunca i onda krenula u pad ka njemu. Čak i mala bočna brzina bi bila dovoljna da promašimo Sunce i raketa se okrene oko njega.

Koliko je velika ta brzina od  30 km/s. Pa, poprilično. Radi poređenja, druga kosmička brzina, koja se mora savladati da bi tijelo prestalo biti Zemljin satelit  izašlo iz njene orbite je 11,2 km/s. Da bi tijelo napustilo Sunčev sistem, potrebno je savladati treću kosmičku brzinu, odnosno, u najboljem slučaju 16,6 km/s. Dakle, iako zvuči nelogično, puno je lakše otići iz Sunčevog sistema nego pasti na našu matičnu zvijezdu. 

Opet, na prvi pogled, pomislili bi da je lakše pasti na Sunce sa Merkura nego sa Plutona. Nije, jer je orbitalna brzina Merkura 47 km/s i trebalo bi nam više muke nego da to radimo sa Zemlje, a tek sa Plutona koji se oko Sunca „vuče“ samo 4,7 km/s bi bilo najlakše jer trebamo da krenemo samo toliko u suprotnom pravcu od kretanja planete. Zapravo, najbolje je raketu poslati u spoljni Sunčev sistem gdje će orbitalna brzina biti mnogo manja, pa onda odatle se strmoglaviti ka Suncu. 

skica

Ovo je izvedeno kod misije Ulysses, koja je bila operativna od 1990. do 2009. godine. Na gifu ispod je prikazane su orbite:

Animation of Ulysses trajectory

Ulysses (roza), Zemlja (plava), Jupiter (žuta) te orbite kometa C/2006 P1, C/1996 B2 i C/1999 T1 sa ostale tri boje.

Sonda je poslata ka Jupiteru, koji je iskorišćen za gravitacioni manevar i onda je ušla u otprilike šestogodišnju orbitu oko Sunca. Ipak, Ulysses nije ni imao zadatak da se približava Suncu više od orbite Zemlje. To je izvela Parker Solar Probe koja je postala ljudska tvorevina koja se najviše približila Suncu a perihel se desio prije nekih mjesec dana, kad je sonda bila udaljena nekih 10  miliona kilometara. Sonda će ukupno iskoristiti 7 gravitacionih asistencija Venera u periodu od oko 7 godina i za to vrijeme napraviti 24 orbite oko Sunca. 

Animation of Parker Solar Probe trajectory

Parker solar probe (roza), Sunce (žuta), Merkur (zelena), Venera (cijan), Zemlja (plava)

Trajektorija sonde je zahtijevala veliku energiju lansiranja, pa je za to bila zadužena Delta IV Heavy koja je trenutno najmoćnija raketa u floti ULA-e. Napajana je sa 1,76 miliona litara prehlađenog tečnog vodonika i tečnog kiseonika, što će reći da su ovakve putanje za bilo kakav teret, a Parker je težak oko 600 kg, potrebne enormne količine goriva i poprilično velike rakete. 

poredjenje raketaSM

Ova treća po redu je morala podići PSP (Veća ilustracija)

Linkovi:

https://en.wikipedia.org/wiki/Parker_Solar_Probe

https://en.wikipedia.org/wiki/Ulysses_(spacecraft)

https://www.youtube.com/watch?v=LHvR1fRTW8g

 

 


Komentari  

Neđo
0 #3 Neđo 31-05-2021 13:12
Izgleda da ona fraza "od svega mozes pobjeci sem od sebe i onoga sto si napravio" u ovom slucaju zaista radi.

Prodor do unutrasnjosti Zemlje koji je rastopljen mi djeluje podjednako, ako ne i tezi od ove pomenute varijante.

Moracemo nekako smanjiti kolicinu smeca koju pravimo, inace cemo se zatrpati u vlastitoj deponiji.
dragant
+1 #2 dragant 29-05-2021 22:55
Meni je padala na pameti ista ideja, ne samo nuklearni, nego svaki otpada da se baca na Sunce. Jasno mi je bilo da je to verovanto preskupo za realizaciju. Ovaj članak pokazuje da je to daleko daleko neostvarivije nego što bi se pomislilo. Postojeći visokoradioakti vni otpad je težak oko 500.000 tona. Trebale bi hiljade i hiljade raketa da iznesu taj otpad u orbitu plus dodatna energija za umeravanje ka Suncu. Plus opastnosti otkaza, havaraij, pada na Zemlju. Da li rešenje može biti nekako ga poslati u dibinu Zemlje gde je materija u rastopljenom stanju? Ako ne nuklearni, onda ostali otpad.
ddragovic
+1 #1 ddragovic 28-05-2021 18:29
Vrlo interesantno i poučno. Bojiom se da nam nema spasa po pitanju otpada

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži