Бразильський астроном запропонував використовувати траєкторії астероїдів для надшвидкого польоту до Марса. У 2031 році відкривається «вікно», що дозволяє здійснити подорож до Червоної планети та назад усього за 153 дні — що майже вдвічі швидше за традиційні міжпланетні місії.
Зазвичай політ до Марса триває від 7 до 10 місяців в один кінець — через те, що космічному кораблю доводиться летіти по дузі, наздоганяючи планету на її орбіті. Політ прямою траєкторією практично неможливий: потрібно враховувати гравітацію Сонця та взаємне розташування планет.
Однак Марсело де Олівейра Соуза з Університету штату Ріо-де-Жанейро (Бразилія) запропонував альтернативу — використовувати гравітаційні траєкторії, якими рухаються навколоземні астероїди. У фокусі його уваги опинився об'єкт 2001 CA21 — невеликий астероїд, що перетинає орбіти Землі та Марса.
Як працює метод
Астероїд 2001 CA21 рухається сильно витягнутою орбітою з високим ексцентриситетом, при цьому площина його орбіти близька до площини екліптики (тієї самої, в якій Земля обертається навколо Сонця). Простеживши за його розрахунковою траєкторією, учений обчислив «просторовий коридор» у межах 5 градусів від площини орбіти астероїда.
Ідея в тому, що якщо космічний корабель полетить цим же коридором, він зможе використовувати гравітацію Сонця та планет більш ефективно, рухаючись більш прямою траєкторією. Виходить щось на кшталт «небесного шосе» — маршруту, який рідко доступний, але коли доступний, дозволяє скоротити час у дорозі кардинально.
Чому саме 2031 рік?
Соуза проаналізував три найближчі «марсіанські вікна» — моменти, коли Земля та Марс опиняються на мінімальній відстані (так зване протистояння Марса або «опозиція»): 2027, 2029 та 2031 роки.
Виявилося, що лише у 2031 році геометрія орбіт складається оптимально: положення планет і нахил орбіти астероїда збігаються так, що можна відправити корабель надкоротким маршрутом.
У статті, опублікованій у журналі Acta Astronautica, дослідник наводить два можливі варіанти польоту туди й назад у 2031 році:
- Оптимальний варіант — 153 дні.
- Альтернативний варіант — 226 днів.
Для порівняння: класичний маршрут потребує 400–600 днів на місію туди й назад (з урахуванням вимушеного очікування на Марсі до наступного вікна для повернення).
Що це означає для майбутніх експедицій
Скорочення загальної тривалості з 2 років до 5 місяців кардинально змінює логістику:
- Менше запасів — провізії, води та кисню на борту.
- Менше опромінення — космічна радіація для екіпажу стає менш серйозною проблемою.
- Зниження навантаження на корабель — всі системи мають працювати менше часу.
- Можливість аварійного повернення — при «швидкому» маршруті набагато реальніше розвернути корабель і повернутися на Землю.
Зараз будь-який політ до Марса — це приблизно 7–9 місяців шляху в один бік, плюс стільки ж назад, плюс до півроку очікування на Марсі, поки планети знову доженуть одна одну. Загальна місія розтягується на 2–3 роки. Новий маршрут (153 дні туди й назад) скорочує цю тривалість майже в 3-4 рази.
Астероїди як небесні покажчики
Раніше астероїди розглядалися головним чином як загроза — об'єкти, здатні зіткнутися з Землею. Але тепер учені пропонують використовувати їх як своєрідні навігаційні орієнтири в Сонячній системі. Знаючи їхні орбіти, можна знаходити приховані гравітаційні канали, що з'єднують внутрішні та зовнішні планети.
«Ми шукали новий спосіб прокладати маршрути між планетами, і астероїди виявилися ідеальними навігаційними точками», — резюмує Соуза. Наступний крок — відточити метод для інших небесних тіл і, можливо, знайти надшвидкі шляхи до поясу астероїдів або навіть до Юпітера.
