Астрономи, зокрема фахівці програми NASA з вивчення навколоземних об’єктів, десятиліттями ретельно сканують нічне небо. Їхня головна мета — пошук потенційно небезпечних космічних тіл, які могли б завдати катастрофічної шкоди нашій планеті. На щастя, досі ми не знайшли жодного такого об’єкта: за даними NASA, жоден із відомих астероїдів не становитиме загрози для Землі щонайменше протягом наступних ста років як мінімум.
Може здатися, що всі ці години безперервних спостережень — марна трата часу, адже нам так і не довелося викликати Брюса Вілліса для порятунку людства від армагеддону. Проте, окрім планетарної безпеки, цей постійний моніторинг дає нам безцінні знання про Сонячну систему. Нове дослідження Марсело де Олівейри Соуза з Державного університету Північного Ріо-де-Жанейро доводить: ці дані приховують ще один бонус — вони допомагають знаходити швидкісні маршрути до інших планет.
Корисні помилки
Коли астрономи вперше помічають новий астероїд, розрахунки його орбіти зазвичай дуже неточні. Яскравий приклад — астероїд 2024 YR4. Спочатку ранні спостереження викликали неабияку паніку, даючи 3,1 % ймовірності його зіткнення із Землею. Згодом загрозу знизили майже до нуля, але з’явився новий прогноз: 4,3 % ймовірності удару по Місяцю. Зрештою, коли орбіту уточнили, і цей ризик також зник.
Проблема полягає в тому, що первинні спостереження завжди мають велику похибку. Астрономи моделюють шлях об’єкта одразу після виявлення, і лише згодом, завдяки новим даним, орбіта набуває свого реального вигляду.
Саме тут криється найцікавіше. Коли навколоземний астероїд 2001 CA21 вперше виявили й реконструювали його початкову траєкторію, виявилося, що він мав би здійснити дуже «зручну» подорож. Його передбачуваний маршрут перетинав не лише орбіту Землі, а й орбіту Марса. Хоча згодом реальний шлях астероїда суттєво уточнили й він виявився інакшим, Олівейра зрозумів, що ці «помилкові» розрахунки можуть бути надзвичайно корисними.
Як пояснює науковець, він навмисно взяв для аналізу це раннє рішення, оскільки така попередня орбіта має ідеальну геометрію: вона перетинає або дуже близько підходить до орбітальних шляхів і Землі, й Марса водночас.
Місія 2031 року
Олівейра вирішив перевірити, чи можна використати цю теоретичну траєкторію астероїда як шаблон для планування реальних місій на Червону планету. Він проаналізував три можливі стартові вікна у 2027, 2029 та 2031 роках. Це періоди так званого протистояння, коли Земля опиняється рівно між Сонцем і Марсом, а відстань між планетами стає мінімальною — це трапляється приблизно раз на 26 місяців.
Дослідження показало, що лише конфігурація 2031 року повністю відповідає всім вимогам. У цьому вікні науковець виявив дві замкнені архітектури польоту за маршрутом «Земля — Марс — Земля»:
- ультрашвидка місія: триває всього 153 дні (33 дні на політ до Марса, 30 днів на орбіті планети, 90 днів на повернення);
- оптимальна місія: триває 226 днів (56 днів подорожі до Червоної планети, 35 днів на орбіті, 135 днів на повернення).
Обидва варіанти дозволяють космічному апарату злітати до Червоної планети та повернутися назад значно швидше, ніж за один земний рік.
Нова мапа міжпланетних подорожей
Хоча перспектива таких швидких польотів вражає сама по собі, головною метою Олівейри Соуза було довести унікальну концепцію: ранні дані про астероїди та їхні неточні прогнозовані шляхи можуть слугувати готовими лекалами для розробки космічних місій, адже ранні розрахунки орбіт малих тіл можуть приховувати в собі природні геліоцентричні геометрії. Цей підхід створює абсолютно нову навігаційну базу, яка у майбутньому дозволить астрономам шукати схожі ідеальні маршрути серед орбіт інших навколоземних об’єктів.
Раніше ми пояснювали, чому людство досі не підкорило Марс.
За матеріалами iflscience.com
