Бразильский астроном предложил использовать траектории астероидов для сверхбыстрого полёта к Марсу. В 2031 году открывается «окно», позволяющее совершить путешествие к Красной планете и обратно всего за 153 дня — что почти вдвое быстрее традиционных межпланетных миссий.
Обычно полёт к Марсу занимает от 7 до 10 месяцев в один конец — из-за того, что космическому кораблю приходится лететь по дуге, догоняя планету на её орбите. Полёт по прямой траектории практически невозможен: нужно учитывать гравитацию Солнца и взаимное расположение планет.
Однако Марсело де Оливейра Соуза из Университета штата Рио-де-Жанейро (Бразилия) предложил альтернативу — использовать гравитационные траектории, по которым движутся околоземные астероиды. В фокусе его внимания оказался объект 2001 CA21 — небольшой астероид, пересекающий орбиты Земли и Марса.
Как работает метод
Астероид 2001 CA21 движется по сильно вытянутой орбите с высоким эксцентриситетом, при этом его плоскость близка к плоскости эклиптики (той самой, в которой Земля вращается вокруг Солнца). Проследив за его расчётной траекторией, учёный вычислил «пространственный коридор» в пределах 5 градусов от плоскости орбиты астероида.
Идея в том, что если космический корабль полетит по этому же коридору, он сможет использовать гравитацию Солнца и планет более эффективно, двигаясь по более прямой траектории. Получается нечто вроде «небесного шоссе» — маршрута, который редко доступен, но когда доступен, позволяет сократить время в пути кардинально.
Почему именно 2031 год?
Соуза проанализировал три ближайших «марсианских окна» — моментов, когда Земля и Марс оказываются на минимальном расстоянии (так называемое противостояние Марса или «оппозиция»): 2027, 2029 и 2031 годы.
Оказалось, что только в 2031 году геометрия орбит складывается оптимальным образом: положение планет и наклон орбиты астероида совпадают так, что можно отправить корабль по сверхкороткому маршруту.
В статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica, исследователь приводит два возможных варианта полёта туда и обратно в 2031 году:
- Оптимальный вариант — 153 дня.
- Альтернативный вариант — 226 дней.
Для сравнения: классический маршрут требует 400–600 дней на миссию туда и обратно (с учётом вынужденного ожидания на Марсе до следующего окна для возвращения).
Что это значит для будущих экспедиций
Сокращение общей длительности с 2 лет до 5 месяцев кардинально меняет логистику:
- Меньше запасов — провизии, воды и кислорода на борту.
- Меньше облучения — космическая радиация для экипажа становится менее серьёзной проблемой.
- Снижение нагрузки на корабль — все системы должны работать меньше времени.
- Возможность аварийного возвращения — при «быстром» маршруте гораздо реальнее развернуть корабль и вернуться на Землю.
Сейчас любой полёт к Марсу — это примерно 7–9 месяцев пути в один конец, плюс столько же обратно, плюс до полугода ожидания на Марсе, пока планеты снова догонят друг друга. Общая миссия растягивается на 2–3 года. Новый маршрут (153 дня туда и обратно) сокращает эту продолжительность почти в 3-4 раза.
Астероиды как небесные указатели
Ранее астероиды рассматривались главным образом как угроза — объекты, способные столкнуться с Землёй. Но теперь учёные предлагают использовать их как своеобразные «придорожные камни» в Солнечной системе. Зная их орбиты, можно находить скрытые гравитационные каналы, соединяющие внутренние и внешние планеты.
«Мы искали новый способ прокладывать маршруты между планетами, и астероиды оказались идеальными навигационными точками», — резюмирует Соуза. Дальнейшая задача — отточить метод для других небесных тел и, возможно, найти сверхбыстрые пути к поясу астероидов или даже к Юпитеру.
