Астрономы, в частности специалисты программы NASA по изучению околоземных объектов, десятилетиями тщательно сканируют ночное небо. Их главная цель — поиск потенциально опасных космических тел, которые могли бы нанести катастрофический ущерб нашей планете. К счастью, до сих пор мы не нашли ни одного такого объекта: по данным NASA, ни один из известных астероидов не будет представлять угрозы для Земли по меньшей мере в течение следующих ста лет как минимум.
Может показаться, что все эти часы непрерывных наблюдений — пустая трата времени, ведь нам так и не пришлось вызывать Брюса Уиллиса для спасения человечества от армагеддона. Однако, помимо планетарной безопасности, этот постоянный мониторинг дает нам бесценные знания о Солнечной системе. Более того, новое исследование Марсело де Оливейры Соуза из Государственного университета Северного Рио-де-Жанейро доказывает: эти данные скрывают еще один бонус — они помогают находить скоростные маршруты к другим планетам.
Полезные ошибки
Когда астрономы впервые замечают новый астероид, расчеты его орбиты обычно очень неточны. Яркий пример — астероид 2024 YR4. Изначально ранние наблюдения вызвали немалую панику, давая 3,1 % вероятности его столкновения с Землей. Впоследствии угрозу снизили почти до нуля, но появился новый прогноз: 4,3 % вероятности удара по Луне. В конце концов, когда орбиту уточнили, и этот риск также исчез.
Проблема заключается в том, что первичные наблюдения всегда имеют большую погрешность. Астрономы моделируют путь объекта сразу после обнаружения, и лишь со временем, благодаря новым данным, орбита обретает свой реальный вид.
Именно здесь кроется самое интересное. Когда околоземный астероид 2001 CA21 впервые обнаружили и реконструировали его начальную траекторию, оказалось, что он должен был бы совершить очень «удобное» путешествие. Его предполагаемый маршрут пересекал не только орбиту Земли, но и орбиту Марса. Хотя впоследствии реальный путь астероида существенно уточнили и он оказался иным, Оливейра понял, что эти «ошибочные» расчеты могут быть чрезвычайно полезными.
Как объясняет ученый, он намеренно взял для анализа это раннее решение, поскольку такая предварительная орбита имеет идеальную геометрию: она пересекает или очень близко подходит к орбитальным путям и Земли, и Марса одновременно.
Миссия 2031 года
Оливейра решил проверить, можно ли использовать эту теоретическую траекторию астероида как шаблон для планирования реальных миссий на Красную планету. Он проанализировал три возможных стартовых окна в 2027, 2029 и 2031 годах. Это периоды так называемого противостояния, когда Земля оказывается ровно между Солнцем и Марсом, а расстояние между планетами становится минимальным – это случается примерно раз в 26 месяцев.
Исследование показало, что лишь конфигурация 2031 года полностью соответствует всем требованиям. В этом окне ученый выявил две замкнутые архитектуры полета по маршруту «Земля — Марс — Земля»:
- ультрабыстрая миссия: длится всего 153 дня (33 дня на полет к Марсу, 30 дней на орбите планеты, 90 дней на возвращение);
- оптимальная миссия: длится 226 дней (56 дней путешествия к Красной планете, 35 дней на орбите, 135 дней на возвращение).
Оба варианта позволяют космическому аппарату слетать к Красной планете и вернуться обратно значительно быстрее, чем за один земной год.
Новая карта межпланетных путешествий
Хотя перспектива столь быстрых полетов поражает сама по себе, главной целью Оливейры Соуза было доказать уникальную концепцию: ранние данные об астероидах и их неточные прогнозируемые пути могут служить готовыми лекалами для разработки космических миссий, ведь ранние расчеты орбит малых тел могут скрывать в себе естественные гелиоцентрические геометрии. Этот подход создает абсолютно новую навигационную базу, которая в будущем позволит астрономам искать похожие идеальные маршруты среди орбит других околоземных объектов.
Ранее мы объясняли, почему человечество до сих пор не покорило Марс.
По материалам iflscience.com
