Hvorfor bliver satellitter ikke suget ind i Solen af tyngdekraften?
Solen har en stærk tyngdekraft, så hvordan lykkedes det små objekter at holde sig på tryg afstand?

Hvis Jorden ikke havde haft så høj en hastighed rundt om Solen, var vi stødt lige ind i vores egen stjerne.
(Foto: NASA)

Hvis Jorden ikke havde haft så høj en hastighed rundt om Solen, var vi stødt lige ind i vores egen stjerne. (Foto: NASA)

En nysgerrig læser har indsendt dette spørgsmål til Spørg Videnskabens norske kolleger hos forskning.no:

»Siden Solens tyngdekraft er så stærk, at den kan holde store, tunge planeter og andre himmellegemer i kredsløb om sig over så store afstande, hvorfor bliver mindre objekter så ikke draget mod Solen med voldsom kraft?«

»Jeg tænker for eksempel på sonder og raketter som vi skyder ud: Når de kommer langt nok ud i rummet til at vores egen tyngdekraft ikke længere holder dem igen i særlig grad, har de så stærke raketmotorer, at de kan modvirke tiltrækningskraften til solen, som kan holde tunge planeter på plads over lange afstande?«

Her kommer de bedste svar på denne astronomiske kompleksitet.

I frit fald

Før vi kommer til rumsonderne, skal vi tage et kig på hvad en bane om Solen egentlig er for noget.

Hastighed er en vigtig grund til at Jorden, satellitter, andre planeter og alt andet i solsystemet holder sig i kredsløb rundt om Solen.

»Hvis Jorden pludselig var stoppet, ville den være faldet lige ned i Solen,« siger Viggo Hansteen til forskning.no. Han er professor ved Institut for teoretisk astrofysik på Oslo Universitet. Vi skal derfor være vældig glade for at Jorden har en hastighed på 1.800 kilometer i timen.

Læs også: Hvorfor vender Månen altid samme side mod Jorden?

Newtons kanon

Egentlig er Jorden og alt andet i solsystemet fanget i et permanent fald rundt om Solen. Et sædvanligt billede på dette fald kaldes Newtons kanon:

Forestil dig en kanon, der skyder en kanonkugle ud fra toppen af et bjerg. Hvis der ikke havde været nogen tyngdekraft, ville kuglen bare være fortsat i en ret linje.

Men når Jorden trækker på kanonkuglen, vil den i sidste ende falde ned. Hvis skuddet er kraftigt og kuglen er hurtig nok, vil den fortsætte med at falde rundt om Jordens krumning. Da er kuglen gået ind i kredsløb om Jorden, og den er havnet i et evigt fald.

Herunder kan du se en simpel animation, der forklarer Newtons kanon:

(Video: Andrew Bennett)

Dette er akkurat det samme som sker i solsystemet og Jorden: Jupiter og de andre planeter er i et stabilt fald rundt om Solen. Vi falder hele 30 km i sekundet, men siden vi er i en stabil bane, rammer i ikke Solen.

Det er altså ikke Solen, der holder planeterne på plads i banen. Solens tyngdekraft vil egentlig trække planeterne lige indover mod sig selv, men planeternes hastighed gør at de går i kredsløb.

Dette gælder også den internationale rumstation og menneskene derinde. De er egentlig ikke vægtløse, men astronauterne er fanget i et permanent frit fald rundt om Jorden. Rumstationen bevæger sig så hurtigt, at den ikke kolliderer med noget.

Satellitter og rumsonder

Siden Jorden falder rundt om Solen med 30 kilometer i sekundet, betyder det at alt på Jorden også bevæger sig med denne hastighed. Vi mærker det ikke på samme måde, som du ikke har nogen fornemmelse af hastighed når du sidder i et fly.

Dette gælder også raketter som skydes op fra Jorden. Når raketten er kommet ud i verdensrummet bevæger den sig fortsat med 30 kilometer i sekundet rundt om Solen.

Forskellen er nu at raketten er i frit fald rundt om Solen, og er kommet ud af Jordens gravitationsbrønd. Dermed vil raketten fortsætte med at falde rundt om Solen på samme måde som før, og ikke blive trukket imod den.

»Det spiller ingen rolle om objektet er stort eller småt, det må bare bevæge sig hurtigt nok,« fortæller Viggo Hansteen.

Solens tyngdekraft virker ligeligt på alle objekter i solsystemet. Hvis vi havde kunne teste Galileo Galileis berømte tankeeksperiment på en platform, som stod stille i forhold til Solen, ville vi se at en fjer og en kanonkugle faldt akkurat lige hurtigt ned mod Solen. Eller en lille rumsonde og planeten Jupiter.

Jordens hastighed, og dermed sondens hastighed, er faktisk et problem for NASA når de skal opsende sonder, som skal gå i en tæt bane om Solen. Da må sonderne bremses ned ved hjælp af raketter eller gravitationen fra en anden planet for at komme indad i solsystemet.

Stabil bane

Men hvordan havner planeterne egentlig i så stabile baner?

»Det er et godt spørgsmål, og vi har ikke et klart svar på, hvorfor det er sådan,« siger Hansteen.

»I solsystemets barndom var det bare kaos, og planeter og asteroider stødte sammen. Der kan der være sket en slags udvælgelsesproces, hvor alt, der ikke havde stabile baner faldt ned i Solen.«
Det efterlader os med planeter, der ikke vil falde ned i Solen, som det første.

Oversat af Josephine Søgaard Andersen

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.