Астроном Марсело де Оливейра Соуза (Marcelo de Oliveira Souza), который занимается анализом ранних орбитальных траекторий околоземных астероидов, выявил потенциальный путь, способный кардинально сократить время межпланетного перелёта к Марсу. В центре внимания оказался объект 2001 CA21, чья орбита обладает геометрическими характеристиками, идеально подходящими для быстрых переходов между Землей и Красной планетой.
Исследование базируется на массиве данных, которые регулярно собираются в рамках программы наблюдений NASA Near-Earth Object Observations Program. Изначально подобные наблюдения направлены на оценку потенциальной угрозы от астероидов, однако первоначальные орбитальные вычисления нередко содержат серьезные погрешности, которые впоследствии подвергаются глубокой корректировке.
Для астероида 2001 CA21 ранняя модель его орбиты продемонстрировала так называемую «двухузловую геометрию» — траекторию, которая пересекает пространственные орбитальные зоны как нашей планеты, так и Марса. Хотя последующие расчеты были скорректированы, именно изначальный вариант траектории открыл перспективы для детального изучения альтернативных межпланетных маршрутов.
Деймос (вверху слева), Марс (внизу справа) и Фобос (над Марсом), запечатлённые миссией Europa Clipper на пути к спутнику Юпитера Европе. Источник: NASA
Главным итогом научной работы стало определение конфигурации, при которой открываются сразу два сценария экспедиции в период сближения небесных тел в 2031 году. Оба варианта опираются на естественное взаимное расположение Земли и Марса, формируя замкнутую траекторию по схеме «Земля — Марс — Земля».
Первый вариант предусматривает общую продолжительность путешествия всего в 153 дня: на дорогу к Марсу уйдёт 33 дня, пребывание на поверхности займет 30 дней, а обратный путь потребует 90 дней. Второй сценарий чуть длиннее и составляет 226 дней (56 дней перелёта туда, 35 дней работы на месте и 135 дней возвращения), однако оба они укладываются в жесткий лимит времени — менее одного года.
Ценность данного исследования заключается не столько в готовом и утвержденном маршруте, сколько в самом научном подходе. Выяснилось, что ранние и еще не до конца точные орбитальные параметры небольших космических тел способны скрывать в себе уникальную геометрию, позволяющую находить оптимальные с точки зрения энергетики окна для космических перелетов. Подобные открытия крайне важны для разработки будущих экспедиций, где критически жестко ограничены запасы топлива и время в пути.
Фактически астероид 2001 CA21 послужил не конечной целью для миссии, а своеобразным математическим ориентиром, указавшим на существование скрытого «коридора» в сложной динамике Солнечной системы. Этот перспективный маршрут в будущем может лечь в основу концепций по организации быстрых пилотируемых или автоматических экспедиций к Марсу.
