「これを探していたわけではない」: 科学者が偶然、移動時間を半分に短縮できる火星への近道を発見
小惑星の軌道にヒントを得た新たな研究によると、宇宙飛行士は1年以内に火星への往復を1日で完了でき、現在のミッション時間を半分に短縮できる可能性がある。
現在のミッション プロファイルをダウンロードする予定です 火星太陽から地球よりも 50% 離れているので、 約7～10ヶ月。地球と火星は効率的な燃料輸送のために調整するのが 26 か月ごとであるため、宇宙飛行士は帰還期間を待たなければならず、往復の距離は長くなります。 ほぼ3年。
しかし、オンラインジャーナルに掲載された新しい発見は、 アクタ・アストロノーティカ 4月には、地球近傍小惑星の初期の不正確な軌道推定値（より正確なデータを優先して破棄される前に、歴史的に衝突リスクを評価するために使用されてきた）には、より高速な惑星間ルートを設計するための貴重な幾何学的な手がかりが含まれている可能性があることを示唆している。
「おそらくこれは、火星に行って戻ってくるのに2年以上かかるという考えを変えることができるかもしれません」と研究の著者は述べた マルセロ・デ・オリベイラ・ソウザブラジルのリオデジャネイロ・ノース州立大学の宇宙学者はLive Scienceに語った。
「こんなの求めてなかった」
ソウザ氏が初めてこのアイデアに出会ったのは、地球近傍の小惑星を研究していた 2015 年でした。特定のオブジェクト、 2001 CA21初期の推定では、地球と火星の両方の軌道帯を通る珍しい経路をたどったことが示唆されていたため、彼の注意を引いた。
その後の測定によって小惑星の真の軌道は精密化されたが、地球と火星が太陽の同じ側に並び、軌道上でより接近していた2020年10月の衝突時の初期の形状は、2つの惑星間の「超短距離」経路の可能性を示唆しているとソウザ氏は論文で指摘した。
「これは私にとって驚きでした。私はこれを探していませんでした」と彼は Live Science に語った。
観測が増えて天文学者が小惑星の軌道を改良できるようになると、初期の軌道は変化するため、後で分析する人が同じ軌道を見ることはなくなるだろうとソウザ氏は付け加えた。 「もしかしたら、私は適切なタイミングで適切な場所にいたのかもしれない」と彼は言った。
火星往復？
2020年10月の衝について、ソウザの計算は、宇宙船が小惑星の最初の軌道面と同様の経路をたどれば、地球から火星まで約34日という非常に速い旅が幾何学的に可能であることを示した。
しかし、そのような軌道には、現在のロケット能力をはるかに超える毎秒約32.5キロメートルの脱出速度が必要であり、宇宙船は時速約6万4800マイル（時速10万8000キロメートル）で移動しながら火星に到達することになるが、これは既存の着陸システムが安全に扱うには速すぎるとソウザ氏は論文で述べた。
火星への 33 日間の旅行 (左) と 90 日間の旅行 (右) の幾何学形状。
(画像クレジット: Acta Astronautica / Marcelo de Oliveira Souza)
代わりに、ソウザは小惑星にヒントを得た幾何学を使用して、2027年、2029年、2031年の将来の火星との衝の間の可能性のある旅を調査した。空間内の2点間の経路を計算する標準的な方法（ランバート解析と呼ばれる）を使用し、それらの経路が小惑星の軌道から約5度以内に収まるように制限したため、ソウザは小惑星の軌道を発見するだけで、小惑星の軌道の配置のみが得られた。短期的にはテクノロジーを利用したファストトラベルの実現可能な機会となる。
研究によれば、その期間内であれば、地球から火星までの往復ミッションはわずか153日、つまり約5か月で完了できるという。
そのシナリオでは、宇宙船は2031年4月20日に秒速約27キロメートルで地球を出発し、33日間の旅を経て5月23日に火星に到着し、地表で約30日間過ごし、6月22日に出発し、9月20日に地球に帰還することになり、帰還期間は約90日となる。
ソウザ氏はまた、同じ枠内でより低エネルギーの代替案も特定した。これは、約226日または約7.5か月続くミッションのために秒速約16.5キロメートルで打ち上げる必要があるが、それでも現在のミッション時間より大幅に短い。
それでも、この概念は依然として理論的な部分が多く、宇宙船の設計、ペイロード質量、推進能力などのミッション固有の特性に大きく依存しており、これらすべてがそのような迅速な転送が実際に実現可能かどうかを決定することになる。
ただし、この方法は、実行可能な軌道の探索を制限する方法として依然として有用であることが証明される可能性があります。必要とされる速度は、ニューホライズンズなどのミッションで達成される速度に匹敵します。NASA の探査機は、2006 年に冥王星のそばを秒速 16 マイルで飛行するというミッションで打ち上げられ、これまで地球から打ち上げられた中で最速の人工物体でした。
このような高速軌道は、スペースX社のスターシップやブルー・オリジン社のニュー・グレンのような次世代ロケットの射程内にある可能性があるとソウザ氏はライブ・サイエンスに語った。
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