| |||
|
Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. | |||
|
Marťanský kalendář
Rudolf Mentzl
Články publikované prvního dubna a posledního prosince jsou již tradičně odlehčené. Důležitá je atraktivnost tématu. Toho se dosahuje buď benevolentním přístupem k faktům nebo námětem sice pravdivým, avšak okrajovým. Přes překotné tempo dobývání vesmíruSpaceX – Space Exploration Technologies Corporation, soukromá technologická společnost působící v aerokosmickém průmyslu. Byla založena Elonem Muskem v roce 2002, z peněz za prodej jeho podílu v systému PayPal. V současné době provozuje rakety Falcon 9 a Falcon Heavy. Raketa Falcon 9 se v dubnu 2020 stala raketou s nejvyšším počtem startů v aktivní službě (84 startů). Na tomto postu vystřídala raketu Atlas V (83 startů). SpaceX také provozovala kosmickou loď Dragon, která v rámci první fáze programu CRS (Commercial Resupply Services (CRS) dovážela zásoby k ISS. Celkem došlo k 20 misím, ze kterých 19 bylo úspěšných. Vylepšená verze této lodi Dragon 2 bude dopravovat nejen zásoby (druhá fáze programu CRS), ale i astronauty na ISS v rámci programu Commercial Crew Program. K prvnímu letu s lidskou posádkou by mělo dojít 27. května 2020. V rámci programu Artemis, bude zásobovací loď Dragon XL dopravovat zásoby k lunární stanici Gateway. V současné době SpaceX pracuje na svém ambiciózním projektu s názvem Starship, který, pokud bude úspěšný, se stane prvním zcela znovu použitelným raketovým nosičem, jehož upravený první stupeň (také pojmenovaný Starship) v rámci programu Human Landing System bude pravděpodobným přistávacím modulem pro program Artemis. stále můžeme fenomén marťanského kalendáře za okrajový považovat. Zároveň není zatěžko uvěřit, že už z geometricko-fyzikálních důvodů bude jednou sestavení kalendáře velice delikátní záležitostí. Ty opravdové problémy však předestřela teprve Papežská univerzita Jana Pavla II. v Krakově.
Až bude Mars osídlen, kalendář bude nezbytný. Zdroj: SpaceX.
|
Mars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila. Sol – marťanský den, je o 39 minut delší než den pozemský. U vozítek Spirit a Opportunity mise Mars Exploration se marťanské Soly začaly počítat v okamžiku přistání Spiritu. Rovnodennost – okamžik, kdy je střed Slunce při svém zdánlivém ročním pohybu na světovém rovníku. Při přechodu Slunce z jižní polokoule na severní nastává jarní rovnodennost (kolem 21. března); při přechodu ze severní na jižní polokouli nastává podzimní rovnodennost (kolem 23. září). Slunovrat – okamžik, kdy má Slunce maximální nebo minimální deklinaci (úhlovou vzdálenost od světového rovníku). Slunce se poté „vrací“ ke světovému rovníku (odtud název). Při letním slunovratu je to obvykle 21. 6., při zimním slunovrtatu 21. 12. |
Sestavení kalendáře pro Mars
Obtížnost úkolu nejlépe vynikne, když si uvědomíme, po kolik dlouhých staletí jsme sestavovali kalendář šitý na míru naší planetěPlaneta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne kulového tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) vyčistí okolí své dráhy od drobnějších těles. Planetami jsou Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. V poslední době se název planeta vžil i pro exoplanety obíhající kolem jiných hvězd, než je naše Slunce.. Pomineme-li samotné získávání potřebných astronomických údajů, je až s podivem, kolik problémů se vynoří jen z prostého faktu nesoudělnosti oběžné doby a doby otočení Země kolem osy. Také jsme si už příliš zvykli na týdenní režim. Jak moc tento sociální fenomén přerůstá do našich biologických potřeb je předmětem úvah badatelů k tomu povolaných. Nicméně problém tu je a marťanský kalendář by se s ním měl nějakým způsobem vyrovnat. Tím se dostáváme k další komplikaci. K nesoudělnosti délky roku a délky týdne. Sotva jsme se s pozemským kalendářem naučili žít, vyvstala hrozba osídlení MarsuMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila. a sestavení nového kalendáře.
Marťanský den se nazývá sol. Od pozemského se liší pouze necelými čtyřiceti minutami navíc. To bude sympatické budoucím osadníkům, kteří se nové délce dne snadno přizpůsobí. Na druhou stranu už vyvstávají kontury dalších problémů. Jak den dělit? Jak jsme zvyklí na 24 hodin a přebývajících 40 minut před půlnocí ignorovat? To je jedna možnost, ale většinou spíše zavrhovaná. Více přívrženců si získala myšlenka marťanské hodiny, která by byla o minutu a půl delší, než ta pozemská. Ve hře je také strategie přestupné sekundy. Na sekundu samotnou se tvůrci kalendáře sáhnout neodvažují. Původně byla sice definována astronomickými prostředky, ale dnes je zakotvena přímo ve vlastnostech hmoty a s její konkrétní hodnotou je spojeno velké množství fyzikálních konstant.
Názvy měsíců respektují východní i západní kulturu. Zdroj: Kalendář Béda.
Pro zavedení kalendáře je ale důležitá doba oběhu kolem SlunceSlunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×106 km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×106 km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×106 K a zářivým výkonem 3,846×1026 W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium.. Sklon osy rotace Marsu je svými 25° velice blízký pozemskému sklonu. I na Marsu tedy můžeme počítat s ročními obdobími. Díky vysoké excentricitěExcentricita – výstřednost, poměr vzdálenosti ohniska od středu elipsy k délce hlavní poloosy. U pohybu těles v gravitačním poli jde o jeden ze základních dráhových elementů. dráhy Marsu (perihéliumPerihelium – přísluní, bod na eliptické dráze kolem Slunce, který je Slunci nejblíže. Obdobně perigeum je stejný bod na orbitě kolem Země a periluna na orbitě kolem Měsíce.: 1,4 au, aféliumAfelium – odsluní, bod na eliptické dráze kolem Slunce, který je Slunci nejdále. Obdobně apogeum je stejný bod na orbitě kolem Země a apoluna na orbitě kolem Měsíce.: 1,7 au) tu ještě hraje důležitou roli nerovnoměrnost v délce jednotlivých ročních období. Ze zvyku budeme v dalším popisovat události z pohledu obyvatele severní polokoule. Rok na Marsu (téměř dva pozemské roky) začíná jarní rovnodennostíRovnodennost – okamžik, kdy je střed Slunce při svém zdánlivém ročním pohybu na světovém rovníku. Při přechodu Slunce z jižní polokoule na severní nastává jarní rovnodennost (kolem 21. března); při přechodu ze severní na jižní polokouli nastává podzimní rovnodennost (kolem 23. září).. Zároveň je tou dobou Mars od Slunce nejdále, proto toto období trvá 194 solůSol – marťanský den, je o 39 minut delší než den pozemský. U vozítek Spirit a Opportunity mise Mars Exploration se marťanské Soly začaly počítat v okamžiku přistání Spiritu. . Naproti tomu je marťanský podzim dlouhý pouze 142 solů. Je zřejmé, že rychlejší pohyb v perihéliu bude mít za následek delší dny na podzim a kratší na jaře, což se může zajímavě promítnout i do délky akademické čtvrthodiny, ale to už se samotného kalendáře netýká.
Protože je marťanský rok téměř dvakrát tak dlouhý než pozemský, je asi rozumné zavést dvojnásobný počet měsíců. Rok by se tedy skládal z 24 měsíců o délce 28 solů. Každý měsíc na konci kvartálu by byl o sol kratší, tedy 27 solů. Tím bychom se dostali velice blízko k požadované délce marťanského roku – 668 solů. O necelistvý zbytek by se postarala pravidla pro stanovení přestupného roku, který by nastával o trochu častěji než rok nepřestupný. Tento způsob by byl k sedmidenní struktuře týdne dokonce šetrnější, než ten pozemský. Dny v týdnu mají již své názvy. Obrací se k latinským názvům a tradici pojmenování dnů podle nebeských těles: Sol Solis, Sol Lunae, Sol Martis, Sol Mercurii, Sol Jovis, Sol Veneris a Sol Saturni.
Liturgické požadavky
Piotr Karocki z Univerzity Jana Pavla II. v Krakově poukazuje na nutnost sepětí kalendáře s křesťanskými tradicemi. Křesťanský kalendář se opírá o tři liturgicko-astronomické svátky. Je to (v pořadí uvedeném P.Karockim) Narození Páně, Zmrtvýchvstání a Zvěstování. Všechny tyto svátky souvisí zároveň s důležitými polohami ZeměZemě – největší z planet zemského typu. Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Plášť a kůra jsou odděleny tzv. Mohorovičiæovým rozhraním. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 360 GPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru. na oběžné dráze. Narození Páně, jako hlavní den Vánoc, připadají do období zimního slunovratuSlunovrat – okamžik, kdy má Slunce maximální nebo minimální deklinaci (úhlovou vzdálenost od světového rovníku). Slunce se poté „vrací“ ke světovému rovníku (odtud název). Při letním slunovratu je to obvykle 21. 6., při zimním slunovrtatu 21. 12.. Den Zmrtvýchvstání je definovaný komplikovaněji, ale v důsledku se vztahuje k jarní rovnodennosti, právě tak jako den Zvěstování.
Marťanský kalendář by měl dle uvedené práce tyto svátky nějakým způsobem respektovat. S prvním svátkem není výraznější problém. Již byla řeč o sklonu rotační osy Marsu a střídání ročních období. Slunovrat i rovnodennost jsou okamžiky jasně definované, spojit je s kalendářním svátkem je pouze věc domluvy. Větší problém spatřuje P.Karocki ve svátcích Zmrtvýchvstání a Zvěstování.
Den Zmrtvýchvstání připadá na neděli po prvním jarním úplňku. V případě Marsu je to věc zapeklitá, protože a přestože má měsíce hned dva. Oba mají velice krátkou oběžnou dobu. Deimos oběhne planetu za 30 hodin, Fobos projde úplňkem dokonce třikrát za sol. Šance, že by mezi první jarní nedělí a rovnodenností nebyl nějaký úplněk, je mizivá. Dá se očekávat, že v případě Marsu role úplňku vypadne z definice zcela.
Liturgický kalendář ušitý na míru Marsu zatím není k dispozici.
Zdroj: Wikipedie, Roli, CC BY-SA 3.0 .
Den Zvěstování je astronomicky svázaný s jarní rovnodenností a zároveň liturgicko-biologicky s Narozením Páně. Je to den, kdy archanděl Gabriel oznámil Panně Marii, že počne dítě. Svátek by měl být tedy devět měsíců před Vánoci a zároveň tři čtvrtě roku před zimním slunovratem. Podmínku, na Zemi platnou automaticky, bohužel nelze u planety s dvojnásobně dlouhým rokem splnit. P. Karocki po zralé úvaze upřednostňuje podmínku biologickou, ale ponechává naději, že se délka těhotenství na Marsu třeba prodlouží.
Další zatím nevyřešený problém představuje manželství na Marsu. Dle kodexu kanonického práva nesmí uzavřít manželství muž, který nedovršil 16 let a žena mladší 14 let. Jenomže při délce roku na Marsu to představuje věk 30 a 26 let pozemských, což nikdo nevydrží. Pesimistické vize práce však prosvětluje víra, že mnohé jiné problémy jsou nejen řešitelné velice snadno, ale dokonce jsou vnímány jako šance. Právě dvojnásobná délka roku umožní např. svátek apoštolů Petra a Pavla rozdělit na dva. To jsou ale jen spíše naděje do budoucna, které nabudou jasnějších tvarů, až se rozhodne, zda k Marsu přistupovat jako ke zvláštní planetě nebo pouze ke vzdálené diecézi. Je možné, že vzniknou dokonce tři kategorie: kult blahoslavených bude na úrovni diecézí, pak budou svatí planetární s kultem pro konkrétní planetu a nejvyšší vážnosti budou zažívat meziplanetární svatí.
Ještě nás čeká spousta práce
Je marťanský kalendář jen úsměvná intelektuální hra, nebo je na čase se začít připravovat už teď? Pilotovaný let na Mars je zatím hudbou budoucnosti, o založení kolonie nemluvě. Na druhou stranu jsme svědky druhé vlny obrození raketové techniky a zatím netušíme, jak moc rychle se bude vyvíjet. V každém případě je uvedený kalendář jen nástin, problematika je samozřejmě hlubší a navržená řešení nejsou vždy ve shodě. Alternativní kalendář například počítá s dvanácti marťanskými měsíci po 56 dnech. Otevřená zůstává problematika letopočtu. Zavést nový počátek letopočtu? Pokud ne, jak se vyrovnat s pomalejším tokem kalendářního času na Marsu?
Co se týče liturgických požadavků, připouští Piotr Karocki další problémy. Zároveň ale upozorňuje, že katolická církev je připravena nejlépe. Proč budou pravoslavní patrně muset rezignovat na uzavření manželství na Marsu nerozebírá detailně, ale cituje vyjádření pravoslavného dokumentu k tématu kalendáře: „…za současné situace v životě církve věřící nejsou připraveni čelit této otázce.“ Ze zkušeností s židy a muslimy na oběžné dráze dává větší naději židům a jejich pragmatickému přístupu k řešení otázky času šabatu. U muslimů uvádí potíže s určením směru Mekky.
Odkazy
