Мы выяснили, что все тела во Вселенной притягиваются друг к другу. Но почему тогда они до сих пор не притянулись в одну большую кучу? Между прочим, они пытаются! Просто им мешает их собственный разгон.

Представь себе пушку, которая стреляет ядрами. Чем сильнее она стреляет, тем быстрее и дальше улетает ядро. Если мы будем увеличивать мощность пушки, сначала оно может улететь на другой конец города, потом на другой конец страны, потом на другой континент… Если выстрелить достаточно сильно, то к тому моменту, когда ядро начнет падать обратно, планета под ним просто «закончится», то есть ядро улетит дальше, чем диаметр планеты, и просто «промахнется» по ней. Сможет ли оно просто улететь? Нет, потому что все еще будет находиться в области действия гравитации нашей планеты. Гравитация попробует притянуть ядро обратно и развернет его так, чтобы оно снова падало к центру Земли. Если мощности выстрела будет достаточно, ядро снова будет промахиваться, а гравитация – пытаться развернуть полет к центру планеты. При достаточной скорости ядро будет постоянно поворачивать и промахиваться, летая по кругу. То есть ядро выйдет на околоземную орбиту, став искусственным спутником Земли (ИСЗ).

Но кто тогда «запустил» планеты? Достаточно мощная гравитация в нашей системе есть только у Солнца. Когда-то очень давно новорожденная звезда была окружена облаком пыли и газа. Солнце притягивало это облако к себе, раскручиваясь от падающего на него вещества и само раскручивая то, что ухитрялось пролетать мимо. Бо́льшая часть облака падала на звезду, но оставшиеся его клочки приобретали огромную скорость и склеивались в уже разогнанные планеты. Миллиарды лет эта система приходила в равновесие – если скорость слишком мала или высока, тело может отодвинуться на ту орбиту, где его скорость будет достаточной.

Наверняка ты слышал, что рано или поздно все искусственные спутники Земли падают. Это происходит из-за того, что на околоземной орбите (где летает бо́льшая часть ИСЗ) все еще остается неплотный слой земной атмосферы, который достаточен, чтобы их тормозить. Спутники теряют скорость, и гравитация побеждает.

Однако такой массивный объект, как планета, затормозить практически невозможно, разве что столкновением с другим столь же большим телом. Поэтому однажды запущенные при помощи солнечной «пушки» они несутся сквозь космос миллиарды лет по одним и тем же орбитам. Конечно, гравитации разных планет все же немного влияют друг на друга и на Солнце. Из-за влияния друг на друга планеты могут «раскачиваться» или немного менять скорость, но это очень слабые изменения.

Астероиды гораздо меньше по размеру, поэтому пролетающая мимо планета вполне может вывести астероид с его родной орбиты своей гравитацией и отправить, например, на свою луну, другую планету или даже вышвырнуть из Солнечной системы. Главный хулиган в этом деле в нашей системе – Юпитер. Эта планета обладает очень сильной гравитацией и находится неподалеку от пояса астероидов, поэтому достаточно часто меняет их орбиты.

Скорость для выхода на орбиту называется первой космической скоростью. Для Земли это примерно 8 км/с. Обычно в таблицах указывают скорость для выхода на низкую орбиту. Если разогнаться чуть сильнее, можно выйти на орбиту повыше. А если еще сильнее, то улететь вовсе, и тогда это будет вторая космическая скорость (для Земли примерно 11 км/с). У каждого небесного тела эти космические скорости свои.

Чем ближе подойти к телу, тем сильнее его гравитационное поле. Чем сильнее гравитация, тем бóльшую скорость нужно иметь, чтобы оставаться на орбите. Какая из планет движется вокруг Солнца быстрее, Земля или Юпитер? Увеличится или уменьшится скорость спутника, который начал тормозить об верхние слои атмосферы и спустился на более низкую орбиту?