Falcon 9 namalował na naszym niebie kosmiczny wir. To bardzo dobra informacja

Spis treści:

1. Dwa stopnie Falcona 9 – który spowodował wir?
2. Proces deorbitacji – co naprawdę widzieliśmy na niebie?
3. Zasada zachowania momentu pędu

Jednak ten nocny widok nie był dziełem żadnego artysty, lecz znakiem poprawnego wykonania manewru przez drugi człon rakiety Falcon 9 SpaceX. Błyszczący wir pojawił się nad naszymi głowami – według opinii obserwatorów nieba – po godzinie 21 w poniedziałek 24 marca. Ten sam fenomen widoczny był również nad Holandią, Niemcami i częścią Rosji.

A choć samo zjawisko przypominało artystyczny performance wykonany – być może – na zbliżającą się rocznicę urodzin Vincenta van Gogha (artysta urodził się 30 marca 1853 roku), to ślad na niebie powstał w wyniku zrzutu paliwa przez przelatujący drugi stopień rakiety Falcon 9.

Rakieta, która wystartowała w poniedziałek przed godziną 18.42 czasu lokalnego z bazy na Florydzie, w ramach wojskowej misji NROL-69, miała umieścić na orbicie tajne satelity amerykańskiego Narodowego Biura Rozpoznania. Trajektoria drugiego stopnia rakiety biegła nad Polską.

Dwa stopnie Falcona 9 – który spowodował wir?

Jak wyjaśniają eksperci z Obserwatorium Astronomicznego Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, pierwszy stopień rakiety służy do nadania prędkości dla lotu suborbitalnego (tj. lotu ponad atmosferę ziemską) i zgodnie z planem wrócił po kilkunastu minutach na Ziemię. Wykonał poprawne lądowanie i zostanie wykorzystany w przyszłości do kolejnych startów.

Natomiast drugi stopień Falcona 9 ma za zadanie nadać ładunkowi prędkość, która umieści go na docelowej orbicie. – Trajektoria lotu była znana – można przeczytać na stronie astronomów z UAM – Około godziny 19:09 miał miejsce przelot rakiety podczas jej pierwszego obiegu wokół Ziemi, a prawie dwie godziny później, po okrążeniu całej kuli ziemskiej, nastąpił drugi przelot.

Po separacji ładunku natomiast, zgodnie z ideą niezaśmiecania przestrzeni kosmicznej wokół Ziemi, drugi stopień ma za zadanie zawrócić z niskiej orbity okołoziemskiej i spalić się w atmosferze ziemskiej. Nieudany przykład takiego manewru mogliśmy obserwować w lutym. Teraz zobaczyliśmy, jak wygląda kontrolowany manewr deorbitacji – napisali specjaliści.

Proces deorbitacji – co naprawdę widzieliśmy na niebie?

Ale jak to się stało, że ten kontrolowany zrzut paliwa przybrał formę wiru i to w dodatku świecącego? – Zacznijmy od tego, że w górnym członie rakiety zawsze zostaje pewna ilość paliwa, która musi zostać zrzucona przed rozpoczęciem procesu deorbitacji – wyjaśnia dr inż. Tomasz Barciński, kierownik Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej Centrum Badań Kosmicznych PAN. – To właśnie to paliwo tak lśniło na niebie. Wrażenie mieniącego się błękitnego pyłu pojawiło się, ponieważ paliwo zostało oświetlone przez Słońce. W trakcie manewru rakieta była wysoko na niebie, i choć dla nas był już zmrok, to wysoko w górze jaśniało Słońce – wyjaśnia ekspert.

A jak doszło do tego, że zrzucane paliwo utworzyło kształt przypominający wir? – Paliwo wypływa na zewnątrz przez dysze. Całość można przyrównać do prostego mechanizmu obrotowego zraszacza ogrodowego. Gdyby taki zraszacz nie obracał się, wypływająca z niego woda tworzyłaby proste strumienie. Ale gdy wprawimy go w ruch, tworzą się właśnie fale układające się w wir – tłumaczy inżynier.

Zasada zachowania momentu pędu

Pozostaje też pytanie, dlaczego obserwowana wczoraj rakieta obracała się? Zdaniem eksperta, fakt, iż rakieta obraca się przed deorbitacją jest bardzo dobrym znakiem. – Jednym z elementów kontroli ścieżki schodzenia rakiety jest właśnie wprawienie jej w ruch obrotowy. Gdy rakieta obraca się w wokół swojej osi, to zasada zachowania momentu pędu sprawia, że ta oś nie zmienia gwałtownie swojego kierunku, więc rakieta podąża poprzez atmosferę jak strzała – opisuje dr Barciński.

Jak dodaje, opory powietrza są wtedy łatwiej przewidywalne. – Dzięki temu można kontrolować jej trajektorię i stosunkowo precyzyjnie określić miejsce deorbitacji. Tak naprawdę problemem jest, gdy rakieta wiruje nieregularnie. Wówczas mówimy o niekontrolowanej deorbitacji, rakieta koziołkuje i opór aerodynamiczny jest większy i słabiej przewidywalny, więc rakieta spada wcześniej, nie w planowanym punkcie Nemo na oceanie, jak to miało miejsce niedawno w Polsce – kończy dr Barciński.

Źródła: National Geographic Polska, UAM

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.