Roadster Tesla se vrátí k Zemi v roce 2091
Autor: Instagram Elona Muska
Jestli vzbudila nějaká událost v kosmonautice v tomto roce opravdový ohlas, tak jí bylo „vypuštění“ roadsteru Tesla „pilotovaného“ Starmanem na špici rakety Falcon Heavy, která demonstrovala schopnosti soukromého sektoru v bitvě o vesmír. I v autorově okolí sílily dotazy na to, zda se Roadster někdy dostane zpět do okolí Země. Naštěstí na tuto otázku existuje vědecky podložená odpověď, formulovaná v článku připraveném k zaslání do Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O to zajímavější, že má českou stopu. Mezi autory totiž najdeme profesora Davida Vokrouhlického z Astronomického ústav Univerzity Karlovy.
Vypadá to jako nesmyslná úloha, počítat dráhu kosmického automobilu na mnoho let dopředu. Je ale třeba si uvědomit, že nejde o pouhé zábavné cvičení (byť smysl pro humor nelze autorům odborného článku upřít), ale že Tesla roadster se chová velmi podobně jako blízkozemní planetka. Pohyby malých těles Sluneční soustavy jsou ovlivňovány rezonancemi s velkými tělesy, blízkými přiblíženími s ostatními tělesy a negravitačními vlivy. Dráhy těchto těles se tedy v čase mění – ostatně přesně tak se dostala blízkozemní tělesa na svoji potenciálně kolizní dráhu se Zemí až z Hlavního pásu planetek. A ještě jednu analogii lze nalézt mezi Starmanovým vozidlem a přírodními jevy. Podobně se budou chovat i objekty vyvržené ze Země nebo Měsíce při velkých impaktech.
Výpočet trajektorie malého tělesa na dlouhou dobu dopředu je obtížně řešitelný úkol. Dráhy takových těles jsou dlouhodobě chaotické, což znamená, že jen malá změna počátečních hodnot polohy a rychlosti vede k obrovskému rozptylu budoucích trajektorií. Počáteční hodnoty polohy a rychlosti jsou přirozeně známy jen s konečnou přesností. Obvykle se tedy postupuje tak, že se v počítači vygenerují „klony“ tělesa, jejichž počáteční podmínky se liší v mezích měřicích nejistot, pro každý z těchto klonů se integruje jeho trajektorie a výsledky se zpracují statisticky.
Autoři článku zaslaného do MNRAS si počínali analogicky. Elektromobil nahradili desítkami klonů a statisticky sledovali jejich pohyb Sluneční soustavou. Kromě gravitačních vlivů započetli i efekt ohřevu slunečním zářením a jeho zpětného vyzařování, tzv. Yarkovského efekt. Je to trochu paradoxní, neboť Tesla roadster má jiné materiálové vlastnosti než blízkozemní planetky, na druhou stranu má velmi rychlou rotaci (4,75 minuty) a nízkou průměrnou hustotu, takže ve výsledku lze odhadnout, že Slunce bude mít na dráhu vozidla přibližně stejný vliv, jako na běžné blízkozemní planetky, jakou je třeba těleso s označením 2009 BD.
Země a Tesla logicky mají křížící se trajektorie, potkávat se budou přibližně každých 2,8 roků. V průměru každé desáté přiblížení bude těsné. Nejbližší takové nás čeká v roce 2091. Kdo ví, třeba v tomto roce následník Elona Muska roadster zachytí a nabídne nějakému autobazaru jako lehce ojetý, po prvním majiteli, převážený téměř výhradně na přepravníku...
Dlouhodobě budou právě taková blízká setkání se Zemí nejvíce ovlivňovat dráhu roadsteru ve Sluneční soustavě, přičemž velká poloosa této dráhy bude oscilovat mezi přibližně 0,5 a 1,8 astronomickými jednotkami.
Autoři odpovídají i na otázku, zda v budoucnu může Starmana čekat vesmírná nehoda. Odhadují, že v následujícím milionu let se Tesla roadster s 6% pravděpodobností srazí se Zemí a s 2,5% pravděpodobností s Venuší. Pro třímilionové období se pravděpodobnost srážky se Zemí zvyšuje na 11 %. Ze studovaných situací autoři nepostřehli ani jednu srážku s Marsem a právě jednu srážku se Sluncem. Takto bezpečný řidič je snem každého prodejce povinného ručení!
Článek ještě neprošel v časopise odbornou recenzí, takže údaje v něm uvedené se mohou změnit. Na druhou stranu se také ukáže, jaký smysl pro humor bude mít jak odborný redaktor, tak recenzent.
Děkuji Láďovi Šubrovi, který mě na existenci článku upozornil.
REFERENCE
Hanno Rein, Daniel Tamayo, David Vokrouhlický, The random walk of cars and their collision probabilities with planets, arXiv:1802.04718
O autorovi
Michal Švanda
Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Slovem i písmem se pokouší o popularizaci oboru, je držitelem ceny Littera Astronomica. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně.
