Naukowcy odkryli prawdziwe autostrady w kosmosie. Dzięki nim statek kosmiczny może bardzo szybko dotrzeć na obrzeża Układu Słonecznego. Osiągnięcie zostało opisane w artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie Science Advances.

Eksperci odkryli prawdziwą sieć „kosmicznych autostrad”, które pomogą poruszać się po Układzie Słonecznym znacznie szybciej niż było to wcześniej możliwe. Wyobraźmy sobie samochód, który pokonuje trasę tysięcy kilometrów, tylko sporadycznie włączając silnik. Fantazja? Niemniej jednak sondy kosmiczne pokonują właśnie w ten sposób ogromne odległości.

Nawet Księżyca nie da się osiągnąć przy pracującym przez cały czas silniku. Po prostu nie wystarczy paliwa, a więc tym bardziej zabraknie go gdy zechcemy polecieć w ten sposób na odległe planet. Dlatego właśnie specjaliści są zmuszeni do obliczania lotów tak, aby statek kosmiczny poruszał się prawie cały czas bezwładnością, a dokładniej, żeby pozostawał pod wpływem grawitacji słonecznej.

Aby zmienić trajektorię sondy i nadać jej dodatkowe przyspieszenie, inżynierowie kosmiczni używają podejścia planetarnego. Grawitacja planety działa jak rodzaj kopniaka, wysyłając urządzenie po pożądanej trasie z wymaganą prędkością. Taka operacja nazywa się asystą grawitacyjną. Obliczanie parametrów takich lotów to wielka sztuka i często astronomowie muszą czekać latami, aż planety ustawią się we właściwej linii i urządzenie może zostać wreszcie wystrzelone.

Autorzy nowego badania odkryli całą klasę nowych trajektorii, po których sonda może szybko przelecieć na obrzeża Układu Słonecznego. Taki lot nie będzie gorszy od szybkości ruchu Voyagerów, którzy opuściły już heliosferę po 40 latach pracy. Pokazuje to również, jak mały obiekt, taki jak kometa lub asteroida, może podróżować z Jowisza do Neptuna w ciągu zaledwie dziesięcioleci.

Naukowcy z Serbii i Stanów Zjednoczonych przeprowadzili symulacje komputerowe, które uwzględniają grawitację siedmiu planet w Układzie Słonecznym - od Wenus do Neptuna. Wystrzelili w tych symulacjach miliony ciał testowych w wirtualny lot po różnych trajektoriach leżących między głównym pasem asteroid a Uranem. Większość orbit, zgodnie z oczekiwaniami, okazała się dość stabilna. Ale odkryto również klasę trajektorii, na których grawitacja Jowisza, największej planety w Układzie Słonecznym, nie pozwala obiektowi spokojnie obracać się wokół naszej gwiazdy. Albo wyrzuca ciało na obrzeża Układu Slonecznego, albo zmusza je do upadku na gigantyczną planetę.

Z milionów wirtualnych obiektów tylko kilkadziesiąt spadło na Jowisza. Ale około dwóch tysięcy wybrało się w długą podróż. Osiągnęły orbitę Urana średnio w 38 lat, a Neptuna w 46 lat. Aż 70 procent ciał, które otrzymały kopnięcie grawitacyjne od Jowisza, opuściło Układ Słoneczny w mniej niż sto lat. A najszybsi „posłańcy” poradzili sobie z lotem do Neptuna w ciągu zaledwie dekady.

Dla porównania, Voyager 2 również leciał z Jowisza do Neptuna przez dziesięć lat. Ale była to specjalnie obliczona trajektoria, która zresztą była od czasu do czasu korygowana za pomocą silników. Tymczasem dla asteroid i komet, które nie mogą skorygować swojej trajektorii w czasie, typowy czas takiej migracji wynosi od dziesiątek tysięcy do setek milionów lat. Jeśli jednak takie ciało przypadkowo wpadnie na odkrytą przez autorów „autostradę”, może pokonać tę samą drogę w ciągu dekady.