A műholdak perpetum mobile-k?

Ha meglöksz egy kis kocsit, az elengedés pillanata után az gurul még egy darabig. Hogy meddig, az függ a kerekek anyagától, a tengely súrlódásától, hogy vízben halad-e, vagy levegőben. De az erőhatás megszűnte után még megy, hiszen Newton óta tudjuk, hogy mindaddig egyenesvonalú, egyenletes sebességű pályán akar haladni, míg egy erő ettől el nem téríti. A kiskocsi esetében ez a súrlódás és a közegellenállás.

A felszínközeli műholdak is így vannak, valamikor alaposan meglökték őket, és a Föld légkörén majdhogynem kívül egyenesen mennének, de a Föld gravitációja húzza őket, ezért a pályájuk nem egyenes, hanem görbe. Amíg a felszínnel párhuzamos sebességösszetevőjük elég nagy, nem zuhannak a Föld felszínébe, hanem mindig a 'látóhatár mögé' esnek, körbe-körbe a bolygó körül.

Amíg az ott már nagyon ritka légkör, meg az árapályerők nem emésztenek fel valamit a sebességéből, ez így marad, de néhány évtized, évszázad után lelassulnak, a sűrűbb légkörben lefékeződnek, leesnek.

A geostacionárius holdak sokkal messzebb járnak, azokra mondhatjuk, akár földtörténeti korokon át pályán maradnak, hiszen messze járnak, és ott már tényleg alig fékez a légkör.

A Voyger szondák pedig valószínűleg a Világegyetem végső koráig szállnak majd, a csillagközi térben roppant kicsi az esélyük, hogy valamibe becsapódnak.

A lényeg: a mozgáshoz szükséges energiát az indításkor megkapták, további energiabevitelre nincs szükségük.

A Hold folyamatosan távolodik a Földtől, évente 3,8 centiméteres sebességgel.

A Föld és a Hold árapály-erőkkel hatnak egymásra. A Hold tengeri dagályokat idéz elő a Földön, míg a Föld a Hold anyagát "megnyújtva" és összenyomva idéz elő dagályokat. Ez a folyamat a Földtől rengeteg forgási energiát vesz el.

Mivel a Föld gyorsabban forog, mint ahogy a Hold kering a Föld körül, a tengerek dagályai nem pontosan a Föld-Hold vonalra esnek. A dagályoktól származó gravitáció egy kicsit "megtolja" a Holdat és a Földtől impulzusmomentumot juttat át a Holdnak, tehát növeli az összenergiáját.

A tengerek és a Föld-felszín közötti árapály-súrlódás miatt a Föld forgása minden évszázadban kb. 0,002 másodperccel lassul. A Föld-Hold rendszer impulzusmomentumának azonban állandónak kell maradnia, ha az árapályokkal keltett hő veszteségét elhanyagoljuk. Ha tehát a Föld impulzusmomentuma csökken, a Holdénak növekednie kell. Ez csak úgy valósulhat meg, ha a Hold nagyobb pályán mozog a Föld körül. A Hold-pálya legtávolabbi pontjának távolsága kb. 3,8 centiméterrel nő évente.

Az Apollo 11 űrhajósai 1969-ben fényvisszaverő eszközöket helyeztek el a Holdon. Később újabbakat vittek fel. A kutatók egy távcsövön keresztül lézersugarat bocsátanak az egyik fényvisszaverő eszközre. A fény visszaverődik a távcsőre, ahol érzékeny szűrő- és erősítőberendezések detektálják a halvány jelet. A Föld-Hold távolságot abból az időből számítják ki, amely a lézerimpulzus útjának megtételéhez szükséges.

Katrina McDonnell

Macquarie University, Sydney

A perpetuum mobile kifejezés értelmezése is gyakran hibás a köztudatban.

Az örökmozgás önmagában nem lehetetlen, sőt, az anyag alapvető állapota, semi sincs nyugalomban.

Ami lehetetlen, az az, hogy egy rendszer mozgásban maradjon energia-leadással energiapótlás nélkül.

Ha nem veszek ki energiát, örökké mozog energiabevitel nélkül is.

A hétköznapi perpetuum mobile próbálkozásoknál az energia-kivétel a súrlódás, légellenállás stb. veszteségek révén történik.