Скоротить час польоту вдвічі: Вчений випадково знайшов "короткий шлях" на Марс

Учені заявили про те, що в майбутньому астронавти зможуть здійснювати політ на Марс і назад менш ніж за рік. На створення такого "маршруту" їх надихнули спостереження за траєкторіями астероїдів, повідомляє Live Science, передають Патріоти України.

Наразі шлях на Марс, який розташований на 50% далі від Сонця, ніж Земля, займає сім-дев'ять місяців. Оскільки Земля і Марс вирівнюються для економічних перельотів тільки кожні 26 місяців, необхідно чекати появи вікна, що збільшує термін місії до трьох років.

Але тепер учені заявили про те, що ранні, неточні оцінки орбіт навколоземних астероїдів, які історично використовувалися для оцінки ризиків зіткнення, перш ніж їх відкинули на користь більш точних даних, можуть містити цінні геометричні підказки для проєктування більш швидких міжпланетних маршрутів.

"Можливо, це змінить уявлення про те, що нам потрібно більше двох років, щоб відправитися на Марс і повернутися", — заявив автор дослідження Марсело де Олівейра Соуза, космолог із Державного університету Північного Ріо-де-Жанейро в Бразилії.

Уперше така ідея спала йому на думку 2015 року, коли Соуза вивчав навколоземні астероїди. Один об'єкт, зокрема, 2001 CA21, привернув його увагу, оскільки ранні оцінки припускали, що він рухався рідкісною траєкторією, яка перетинає орбітальні зони Землі і Марса.

Надалі дослідники уточнили траєкторію руху космічного каменю, але його первісна геометрія під час протистояння в жовтні 2020 року, коли Земля і Марс перебували на одному боці Сонця та були максимально близькі один до одного на своїх орбітах — натякала на можливість існування "надкоротких" шляхів між двома планетами. "Це стало для мене несподіванкою — я цього не шукав", — зазначив Соуза.

У жовтні 2020 року Соуза провів розрахунки, які показали, що на Марс можна долетіти за 34 дні. Але для цього космічний апарат має рухатися за траєкторією, аналогічною ранній орбітальній площині астероїда. Але для цього необхідно рухатися на швидкості близько 32,5 кілометрів на секунду, що значно перевищує можливості сучасних ракет. Крім того, космічний апарат прибуде на Марс зі швидкістю близько 108 тисяч кілометрів на годину, через що неможливо буде здійснити безпечну посадку.

Соуза використовував геометрію, натхненну астероїдом, щоб вивчити майбутні протистояння Марса в 2027, 2029 і 2031 роках. Використовуючи стандартний метод розрахунку траєкторій між двома точками в просторі (так званий аналіз Ламберта) і обмежуючи ці траєкторії приблизно 5 градусами відносно нахилу орбіти астероїда, Соуза виявив, що тільки вирівнювання 2031 року надає реальну можливість для швидкої подорожі з використанням технологій найближчого майбутнього.

Розрахунки показали, що в цей період подорож на Марс і назад можна здійснити за 153 дні. У цьому сценарії космічний апарат покине Землю 20 квітня 2031 року зі швидкістю близько 27 кілометрів на секунду, прибуде на Марс до 23 травня після 33-денної подорожі, проведе на поверхні близько 30 днів, покине Землю 22 червня і повернеться до 20 вересня, при цьому зворотний шлях займе приблизно 90 днів.

Соуза також визначив альтернативний варіант з меншою енергією в тому ж часовому вікні, що вимагає запуску зі швидкістю близько 16,5 кілометрів на секунду для місії, яка триватиме близько 226 днів, або приблизно 7,5 місяців. Це все ще значно менше, ніж необхідно зараз.