Dobre wieści o Starshipie

W minionym tygodniu Elon powiedział, co było przyczyną problemów z SN8. Dla tych z Was, którzy mają życie, zacznę od kilku słów wstępu. SN8 to prototyp Starshipa, który jako pierwszy ma polecieć na wysokość kilkunastu kilometrów. Następnie ma ustawić się poziomo by opadać w kontrolowany sposób. Tuż przed lądowaniem ma wyprostować się gwałtownym szarpnięciem i wykonać miękkie lądowanie w pionie.

Ósmy prototyp posiada trzy silniki, przeszedł pomyślnie szereg testów i można było sądzić, że ten kolejny to tylko formalność, kolejne odpalenie silników po którym można by oczekiwać lotu. A jednak krótkie odpalenie silników w piątek 13. listopada zaowocowało fontanną “iskier” a raczej jakichś rozżarzonych fragmentów, które poszybowały na kilkadziesiąt metrów w powietrze. Chwilę później można było zaobserwować strumień rozżarzonego metalu cieknącego z dolnej części prototypu.

Nastąpiła chwila grozy. SpaceX utracił kontrolę nad pneumatyką, przez co nie mogli zapanować nad rosnącym ciśnieniem wewnątrz (w miarę jak ciekły tlen i paliwo ogrzewają się zwiększają objętość). Na szczęście zadziałał “burst disc”, czyli swojego rodzaju plomba, zamontowana właśnie po to, by ulec przerwaniu wcześniej niż cały Starship.

Informacje, jak to często z SpaceX bywa, napłynęły z tweetera Elona Muska. Jak się okazuje problem tkwił poza samym prototypem. Martyte, materiał epoksydowy z wypełniaczem ceramicznym, którym pokryty jest beton pod pojazdem został strzaskany przez ogień i jeden z ostrych odłamków trafił w silnik powodując poważne szkody.

To w sumie dobrze, bo oznacza, że nie mamy do czynienia z jakąś fundamentalną wadą rakiety. Jednocześnie można by powiedzieć, że to pech. W maju tego roku SN4 eksplodował przez problem z infrastrukturą naziemną. Nie wiadomo ile jeszcze poczekamy na lot. W SN8 już wymieniono uszkodzony silnik, ale z pewnością czeka go kolejny szereg testów. Pozostaje jednak pytanie, co ze stanowiskiem startowym/testowym. Ile zajmie jego naprawa lub przeróbki? Wiadomo, że Elon bardzo chce uniknąć budowy rowu odprowadzającego płomienie z silników.

Z innych wieści na terenie Boca Chica pojawiły się już segmenty SN15, czyli piętnastego prototypu. Powolutku trwa też montaż pierwszego prototypu Super Heavy, czyli boostera, który już nie jest oznaczany jako SH SN1 tylko BN1. To by było na tyle.

Dwa księżyce, jedna orbita

Już w czasach antycznych grecki filozof Filolaos z Tarentu postulował, że może istnieć “przeciw Ziemia”, która poruszałaby się na tej samej orbicie co nasza planeta, zawsze jednak pozostając po drugiej stronie, ukryta za “Centralnym Ogniem” (który co ciekawe nie był tożsamy ze Słońcem, które również krążyło wokół niego).

Po kilkuset latach koncepcja przeciw-ziemi straciła na popularności i wróciła dopiero w fantastyce naukowej. Wiemy jednak, że taka planeta nie istnieje i raczej nie mogłaby istnieć. Duży obiekt w takim miejscu nie trwałby stabilnie w układzie słonecznym, pełnym innych obiektów zakłócających taki wyidealizowany system.

Współdzielenie orbity zdarza się w pewnych sytuacjach, szczególnie gdy mówimy o obiektach małych względem “głównego”. Najsłynniejsze przykłady to “trojańczycy” - planetoidy które współdzielą orbitę Jowisza w punktach libracyjnych L4 i L5 - to miejsca dynamicznej równowagi między grawitacją Jowisza i Słońca. Wszystkie gazowe giganty, a nawet Mars i Ziemia mają swoich trojańczyków. Przy tej okazji zachęcam Was do przeczytania o rodzinie Hildy, to asteroidy o “trójkątniej orbicie”.

(twórcy Bloggera zasługują na leczenie "Ukrytymi Terapiami" za to jak ta platforma radzi sobie ze skalowaniem obrazków)

Istnieje jednak co najmniej jedno miejsce w układzie słonecznym, gdzie dwa obiekty o względnie podobnym rozmiarze współdzielą orbitę. To księżyce Saturna, Janus oraz Epimeteusz. Intuicyjnie obecność na jednej orbicie dwóch obiektów o wadze dwóch trylionów kilogramów jeden i pół tryliona kilogramów drugi, powinno skończyć się widowiskowym zderzeniem. A jednak w tym wypadku obserwujemy niezwykły “taniec” obu ciał. Zamiast kolizji dochodzi do wymiany momentu pędu. Brzmi groźnie, więc wyjaśnijmy to bardziej intuicyjnie.

Wysokość orbity zależy od prędkości z jaką mniejsze ciało okrąża większe. Jeśli Epimeteusz aktualnie krąży wokół Saturna troszkę bliżej planety, to w końcu dogoni Janusa. Kiedy księżyce zbliżają się do siebie zaczynają wpływać na siebie grawitacyjnie. Janus ciągnie Epimeteusza w kierunku zgodnym z jego ruchem, dlatego księżyc przyspiesza, w związku z tym wznosi się o około 80 km wyżej względem Saturna. W tym samym czasie Janus pod wpływem doganiającego go od tyłu Epimeteusza zwalnia, przez co “spada” na orbitę niższą o jakieś 20 kilometrów.

Oba księżyce okrążają Saturna co jakieś szesnaście godzin, ale potrzebują aż czterech lat by znów się zbliżyć do siebie na tyle, by doszło do kolejnej “wymiany” orbit. Tym razem ciężki Janus dogania czterokrotnie lżejszego Epimeteusza, hamuje go tak, że jego orbita zbliża się o 80 km do Saturna, a sam “holowany” przez mniejszego satelitę przyspiesza i wznosi się o 20 kilometrów wyżej.

Teraz ktoś dociekliwy, może powiedzieć, że “hej, przecież w takim razie nie można mówić, że to ko-orbitalne księżyce, bo mają różne, zmienne orbity”. To byłoby jednak dość naciągane, co chyba sami stwierdzicie, kiedy zobaczycie jak to wygląda jeśli zachowamy skalę wielkości księżyców i tego jak zmieniają się ich orbity.

Parę interesujących wizualizacji tego niezwykłego systemu możecie znaleźć też na Wikipedii.