Jak vysoko a jak rychle létá ISS

Čtyři sta kilometrů vysoko a dvacet sedm tisíc šest set kilometrů za hodinu. To jsou dvě čísla, která definují Mezinárodní vesmírnou stanici, a ani jedno z nich není náhodné: jedno je přímým důsledkem druhého.

Výška: zhruba 400 kilometrů, ale proměnlivá

ISS létá na takzvané nízké oběžné dráze Země, obvykle ve výšce mezi 400 a 420 kilometry nad hladinou moře. Pro představu je to přibližně vzdálenost mezi Madridem a Valencií, ale směrem nahoru.

Toto číslo není stálé, a právě to je na tom to zajímavé. V této výšce se totiž stále nachází atmosféra. Je jí sice velmi málo, ale stačí k tomu, aby neustále brzdila těleso o hmotnosti 420 tun, které se pohybuje rychlostí téměř osm kilometrů za sekundu. V důsledku tohoto brzdění stanice ztrácí padesát až sto metrů výšky denně.

Kdyby se nic nepodniklo, za několik málo let by nakonec zanikla v atmosféře. Proto se pravidelně provádějí takzvané reboost manévry, při nichž motory připojené lodi stanici popoženou a vrátí ji do její pracovní výšky. Když tedy sleduješ údaj o výšce a vidíš, jak pomalu klesá a pak skokově naroste, je to naprosto normální.

Proč právě 400 kilometrů

Jde o kompromis mezi třemi protichůdnými faktory.

• Níže odpor atmosféry prudce roste a k udržení oběžné dráhy by bylo potřeba obrovské množství paliva.
• Výše už začínají Van Allenovy radiační pásy s mnohem vyšší úrovní radiace, která škodí posádce i elektronice.
• Cena za vynesení: každý kilometr navíc prodražuje všechny nákladní i pilotované lety, kterých probíhá za rok celá řada.

Právě 400 kilometrů představuje bod, kde se tyto tři křivky protínají v nejvýhodnějším poměru.

Rychlost: 27 600 km/h, a není to volitelná hodnota

Převedeno na snáze představitelné jednotky je to 7,66 kilometru za sekundu. Za dobu, co čteš tuto větu, urazila stanice zhruba třicet kilometrů.

Právě tady přichází myšlenka, která se chápe nejhůře: tato rychlost není otázkou volby. Pro každou orbitální výšku existuje pouze jedna jediná rychlost, která udrží oběžnou dráhu, a ve 400 kilometrech je to přesně tato. Kdyby letěla pomaleji, zřítila by se. Kdyby letěla rychleji, vystoupala by na vyšší dráhu.

A je tu ještě něco neintuitivnějšího: ISS neustále padá k Zemi. Gravitace tam nahoře dosahuje přibližně 90 % té, kterou cítíš na zemi, takže přitažlivost je téměř stejná. Jde o to, že stanice se do strany pohybuje tak rychle, že zatímco padá, zakřivený povrch planety pod ní ubíhá stejným tempem. Nikdy na zem nedopadne. Přesně to je oběžná dráha: neustálý pád, který míjí cíl.

Odtud pramení také mikrogravitace. Astronauti se nevznášejí proto, že by tam nebyla gravitace, ale proto, že padají společně se stanicí – přesně tak, jako by ses vznášel ty ve volně padajícím výtahu.

Co tato čísla znamenají v praxi

Při této rychlosti obletí ISS celou planetu přibližně za 92 minut. To je zhruba šestnáct oběhů denně, a tedy šestnáct východů a šestnáct západů slunce každých dvacet čtyři hodin pro kohokoli na palubě.

Pyrenejský poloostrov přeletí od jednoho konce ke druhému za méně než dvě minuty. Vzdálenost mezi Madridem a New Yorkem zvládne za zhruba dvacet minut. A za dobu, po kterou trvá viditelný přelet z tvého domova (tři až šest minut), proletí nad dvěma až třemi státy.

Právě tato rychlost dělá stanici tak snadno rozpoznatelnou, když se na ni díváš ze země. Letadlu trvá přelet oblohy mnohem déle; ISS to zvládne za pár minut, v přímé linii, bez blikání a zcela bezhlučně. Další rozpoznávací znaky najdeš v průvodci pozorováním.

Jak ji spatřit na vlastní oči

Všechna tato čísla přestanou být abstraktní, jakmile je uvidíš v praxi. Na sledování v reálném čase můžeš sledovat aktuální polohu, výšku a rychlost a ověřit si, jak výška týden po týdnu pomalu klesá až do dalšího reboostu.

Dalším krokem je podívat se nahoru ve správný okamžik: vyhledej si nejbližší viditelný přelet ze své lokality v kalkulátoru přeletů. Až uvidíš onen zářící bod přeletět oblohu za čtyři minuty, hodnota 27 600 km/h přestane být pouhým encyklopedickým údajem.

Pokud chceš více proniknout do orbitální mechaniky v pozadí, podrobněji ji rozebíráme v článku o tom, jak ISS obíhá Zemi.

Čtyři sta kilometrů nahoru a osm kilometrů za sekundu do strany. Těmito dvěma čísly se dá vysvětlit prakticky všechno ostatní.

Snímky: titulní, STS-135 ISS seen from Space Shuttle Atlantis (closeup) – NASA (volné dílo). Uvnitř článku, The first rays of an orbital sunrise illuminate Earth’s atmosphere (iss074e0089802) – NASA Johnson Space Center (volné dílo).