В три раза быстрее: как данные о малом теле сократили марсианскую миссию
Ученые нашли способ сократить полет к Красной планете в три-четыре раза. Исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, показало, что предварительные данные об орбитах астероидов способны указать на скрытые «короткие пути» в космосе. В самом смелом сценарии общая продолжительность миссии туда и обратно может составить всего 153 дня вместо привычных 500.
Космолог Марсело де Оливейра Соуза из Государственного университета Северного Рио-де-Жанейро решил проверить, можно ли использовать ранние и приблизительные оценки орбит малых небесных тел как дополнительный навигационный ориентир. В центре его внимания оказался астероид 2001 CA21, чья первоначально рассчитанная орбита пересекала траектории Земли и Марса. Соуза искал такие маршруты, которые отклонялись бы от плоскости орбиты астероида не более чем на пять градусов, что позволило бы аппарату двигаться более прямым путем.
Расчеты проводились для противостояний Марса в 2027, 2029 и 2031 годах. Наиболее удачная геометрия сложилась именно в 2031 году. По словам исследователя, это противостояние поддерживает две полные субгодовые миссии туда и обратно, совместимые с плоскостью CA21, что иллюстрирует, как предварительные орбитальные данные малых тел способны помочь в раннем выявлении возможностей быстрых межпланетных перелетов. При этом аппарату не нужно буквально следовать за астероидом — речь идет о новом методе планирования, который позволяет находить траектории, обычно ускользающие от традиционных расчетов.
Ученые составили точный график: старт с Земли 20 апреля, прибытие на Марс 23 мая, месяц на поверхности, старт обратно 22 июня и возвращение 20 сентября. Этот экстремальный вариант требует минимального времени, но сопряжен с колоссальными энергетическими затратами и подходит скорее для проверки теоретических пределов. В качестве более реалистичной альтернативы предложен сценарий длительностью 226 дней, сбалансированный по энергии и потенциально совместимый с будущими ядерно-тепловыми и гибридными двигателями.
Параллельно американский исследователь Джек Кингдон из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре предложил сократить перелет до 90–104 дней с помощью корабля Starship компании SpaceX. Его работа, опубликованная в Scientific Reports, описывает маршруты, использующие периодические сближения Земли и Марса. Первый сценарий — старт 30 апреля 2033 года и 90 дней пути, второй — старт 15 июля 2035 года и 104 дня. Главный плюс такого подхода — отсутствие необходимости в ядерных реакторах. Кингдон также предложил решить проблему нехватки топлива для обратного перелета дозаправкой на низкой околоземной орбите и производством горючего из марсианского углекислого газа и водяного льда, хотя эта технология пока не проверена в реальных условиях, а успех миссии зависит от улучшения характеристик Starship, создания надежных систем жизнеобеспечения и орбитальной инфраструктуры.
