Kde se dá ve vesmíru zaparkovat?

Bouře na Slunci umí vyřadit družice, GPS i elektrické sítě. Aby o nich Země věděla předem, hlídá Slunce sonda, která se drží pořád mezi ním a námi. Jenže ve vesmíru nejde zastavit: co se nehýbe, spadne do Slunce. Jak se tam udrží?

Nestačí vyrovnat gravitaci

Mezi Sluncem a Zemí je místo, kde se tah obou vyrovná, asi 260 000 km od Země. Tam ale sonda nevydrží: nic ji nestáčí, a tak letí rovně, kdežto Slunce Zemi stáčí po dráze. Na místě nezůstane.

Bližší obíhají rychleji

Merkur oběhne Slunce za 88 dní, Země za rok a Mars za necelé dva roky. Čím blíž ke Slunci, tím silněji Slunce táhne, tím rychleji musí těleso letět, aby nespadlo, a tím kratší je jeho dráha.

Kdyby táhlo jen Slunce

Aby sonda stála vůči Zemi na místě, musí oběhnout Slunce za rok jako ona. Kdyby ji ale táhlo jen Slunce, sonda kousek blíž ke Slunci by obíhala rychleji a Zemi by předběhla. Sonda kousek dál by se opožďovala.

L1: Země přibrzdí

Jenže sondu táhne i Země, a to od Slunce, takže tah Slunce oslabí a sonda obíhá pomaleji. Na 260 000 km ho Země vyruší celý, to je moc; asi 1,5 milionu km od Země je to tak akorát a sonda oběhne Slunce za rok jako Země. Tomu místu se říká L1, první z pěti Lagrangeových bodů, pojmenovaných podle matematika, který je spočítal.

L2: Země popožene

Za Zemí je to naopak: Země táhne sondu stejným směrem jako Slunce, a sonda proto obíhá rychleji, než kdyby ji táhlo jen Slunce. Opět asi 1,5 milionu km od Země oběhne Slunce přesně za rok. To je L2.

Teleskop Jamese Webba

V L2 obíhá teleskop Jamese Webba. Slunce, Země i Měsíc jsou odtud pořád na jedné straně, takže je zakryje jediný slunečník velký jako tenisový kurt. Teleskop za ním zůstává ve stínu a mrzne pod −220 °C – jen tak zachytí slabé teplo vzdálených galaxií.

Pět bodů

Takových míst je pět. L3 leží naproti Zemi za Sluncem, L4 a L5 na dráze Země 60° před ní a za ní. Proč zrovna tam, se názorně vysvětlit nedá, ale výpočet ukáže, že i tam sonda oběhne Slunce přesně za rok.

Kopec, nebo údolí?

L1, L2 a L3 jsou jako vrchol kopce: když se sonda z L2 kousek vzdálí od Země, Země ji táhne slaběji a sonda se vzdálí ještě víc. Webb proto každých pár týdnů krátce zažehne motor. L4 a L5 jsou jako údolí: co tam uvízne, zůstane.

Planetky u Jupiteru

Stejné body má každá planeta. Že údolí drží, ukazuje Jupiter: v jeho L4 a L5 se zachytilo přes deset tisíc planetek, které s ním obíhají Slunce už miliardy let.

Takže kde se dá zaparkovat?

V Lagrangeových bodech: sonda tam oběhne Slunce přesně za rok a vůči Zemi se nehne. V L1 tak hlídá Slunce sonda z úvodu a v L2 se před ním schovává Webb. V L1 až L3 je potřeba občas zažehnout motor, v L4 a L5 sonda vydrží bez pomoci.