Najszybszy pojazd. Z Warszawy do Nowego Jorku dotarłby w 35 sekund

Pierwszymi pojazdami, z pomocą których człowiek osiągał dużo większą prędkość niż on sam, były pojazdy konne, a także łodzie napędzane siłą ludzkich mięśni lub wiatru. Wraz z rewolucją przemysłową zaczęły powstawać pierwsze pojazdy z silnikami. W końcu powstały samoloty, a kilkadziesiąt lat później zbudowaliśmy rakiety. Wtedy udało się nam osiągnąć bardzo duże prędkości.

By wynieść sondę na orbitę należy rozpędzić pojazd do ok. 7,9 km/s, by polecieć na Księżyc - do ok. 10,8 km/s. Na Marsa bez asysty grawitacyjnej dotrzemy rozpędzając się do ok.11,2 km/s. Najszybciej startującym z Ziemi pojazdem była sonda New Horizons (odwiedziła Plutona) - po starcie w 2006 r. osiągnęła prędkość prawie 17 km/s, lecz po drodze i tak wspierała się grawitacją Jowisza.

Na Ziemi osiągamy znacznie mniejsze prędkości. Jeden kilometr na sekundę to inaczej 3,6 tys. km/h. To więcej niż maksymalna prędkość większości samolotów bojowych. Samoloty pasażerskie poruszają się z prędkością około 1 tys. km/h. Na autostradzie dozwolona prędkość to 140 km/h, a prędkość podróżna superszybkiej kolei to ok. 350 km/h. Prędkość marszu człowieka wynosi natomiast jedynie 6 km/h.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Wciąż najszybsze są (i będą) rakiety, gdyż pokonanie ziemskiej grawitacji wymaga dużych prędkości. Jednak nasze możliwości technologiczne (by osiągnąć szybko duży ciąg wciąż niezastąpiony jest proces spalania), a raczej potencjał ekonomiczny, nakładają ograniczenia podobne jak w początkach epoki lotów kosmicznych. W pewnych przypadkach możemy jak zawsze liczyć na potężnego sprzymierzeńca - naturę, a dokładniej grawitację.

24 grudnia 2024 r., gdy nasze zegarki wskażą godzinę 12:53, wydarzy się coś bezprecedensowego. Sonda Parker Solar Probe osiągnie prędkość 192 km/s, czyli nieco ponad 691 tys. km/h. Wtedy przeleci rekordowo blisko Słońca, w odległości 6,1 miliona km od powierzchni fotosfery, czyli tej warstwy, którą widzimy w ciągu dnia. Na pokładzie sondy nie ma ludzi, ale gdyby z taką prędkością dało się poruszać w ziemskiej atmosferze (pomijamy tu problem tarcia i kwestię rozpędzania czy hamowania, nie mówiąc już o śmiertelnych przeciążeniach oddziałujących na pasażera), to dystans dzielący Warszawę i Nowy Jork pokonalibyśmy w 35 sekund. Przy tej prędkości w ciągu godziny moglibyśmy też okrążyć naszą planetę 17 razy.

Życie na Ziemi uzależnione jest od naszej dziennej gwiazdy. Zrozumienie jej kaprysów, z których cieszą się obserwatorzy zórz polarnych, w czasach technologii cyfrowych, satelitów na orbicie Ziemi i planowanych załogowych podróży międzyplanetarnych, jest bardzo istotne. Jednym z najbardziej enigmatycznych elementów Słońca jest korona, czyli jego najbardziej zewnętrzna część.

Człowiek ma szansę zobaczyć ją gołym okiem w trakcie całkowitych zaćmień jako postrzępioną otoczkę. Sonda Parker Solar Probe wystartowała w 2018 r., a trzy lata później jako pierwszy ziemski pojazd wleciała w koronę Słońca i zbadała ją na miejscu. Stało się to dokładnie 60 lat po pojawieniu się koncepcji takiej misji. Sondę nazwano na cześć człowieka, który przewidział istnienie wiatru słonecznego. Eugene Parker, bo o nim mowa, zmarł w 2022 r.

Dotychczas sonda Parker Solar Probe okrążyła Słońce 21 razy. Zbadała tzw. powierzchnię krytyczną Alfvéna(miejsce gdzie powstaje wiatr słoneczny), pokazując, jak nieregularny jest jej kształt. Udowodniła także istnienie strefy w otoczeniu Słońca, gdzie pył międzyplanetarny jest tak rozgrzany, że sublimuje zamieniając się w gaz.

Sonda badała także zachowanie pola magnetycznego wewnątrz korony, ukazując mechanizm rekoneksji magnetycznej, który napędza wiatr słoneczny. Orbita przebiegająca przez różne regiony korony słonecznej pozwoliła pokazać zawiłość torów, po których poruszają się cząstki o dużej energii, zanim wyruszą w podróż z dala od gwiazdy. Dotychczas były to tylko teorie i hipotezy. Dane z sondy wskazały także prawdopodobne źródło deszczu meteorów Geminidów, którego maksimum miało miejsce w połowie grudnia.

Parker Solar Probe już podczas pierwszego obiegu wokół Słońca uzyskała prędkość 95 km/s, bijąc wcześniejszy rekord szybkości 70 km/h, który należał do sondy Helios-B z lat 70. XX wieku. Naszej macierzystej gwiazdy nie można jednak przestawiać z miejsca na miejsce, by wykorzystywać ją jako grawitacyjną procą w dowolnej misji. Rekordowa prędkość możliwa jest do osiągnięcia w przypadku orbity owijającej się blisko powierzchni Słońca, dlatego od momentu startu orbita sondy była stopniowo zacieśniana. Manewr asysty grawitacyjnej od Wenus, który wprowadził Parker Solar Probe na najciaśniejszą w historii orbitę wokółsłoneczną, miał miejsce 6 listopada 2024 r.

Trzeba też zdawać sobie sprawę z faktu, że prędkość sondy nie jest stała - rozpędza się ona w najbliższym Słońcu punkcie orbity (zwanym peryhelium), ale gdy oddala się od gwiazdy, znacząco zwalnia. Gdy sonda osiągnie najdalszy punkt obecnej orbity, zanim zawróci w stronę Słońca, by znowu nabrać prędkości, poruszać będzie się z prędkością ok. 12 km/s. Choć Parker Solar Probe rozpędzi się do 192 km/s, wcale nie oznacza to, że potem odleci od gwiazdy w siną dal, tak jak startujące z Ziemi Voyagery. By tak się stało sonda musiałaby gnać z prędkością ok. 618 km/s względem Słońca. Dziś nawet powrót w okolice Ziemi jest już niemożliwy, ale też nie ma takiej potrzeby.

To co wydarzy się 24 grudnia będzie tajemnicą do piątku 27 grudnia, gdy odzyskana zostanie łączność z sondą i naukowcy pobiorą pierwsze dane. Potem, po ok. 88 dniach, w marcu 2025 r., sonda powróci w pobliże Słońca i uczyni tak przynajmniej jeszcze kilka razy.

Na koniec należy podkreślić, że wszelkie prędkości podajemy względem danego punktu odniesienia. Ważny jest też kierunek ruchu. Jeśli znajdujesz się obecnie w Polsce, to ruch obrotowy Ziemi nadaje ci prędkość ok. 1 tys. km/h, nawet jeśli siedzisz w fotelu. Wraz z Ziemią obiegamy po orbicie Słońce z prędkością 30 km/s. Prędkości uzyskiwane przez startujące z Ziemi sondy podawane są zwykle względem naszej planety.

Prędkość sondy Parker Solar Probe jest mierzona względem Słońca. Gdybyśmy chcieli określić wypadkową prędkość względem jeszcze większych struktur, wynik byłby zaskoczeniem. Układ Słoneczny obiega centrum Drogi Mlecznej z prędkością 230 km/s, a Galaktyka porusza się względem centrum gromady galaktyk w Pannie jeszcze szybciej.