Исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора создали открытую базу данных, содержащую один миллион смоделированных орбит в окололунном пространстве. Это поможет безопасно планировать будущие миссии в этой стратегически важной области, где гравитация Земли, Луны и Солнца создаёт сложную и нестабильную среду.
В чём сложность окололунного пространства?
Это ключевая зона для будущих спутников, навигационных систем и научных станций. Однако выбрать в ней устойчивую орбиту крайне трудно из-за одновременного влияния:
- Гравитации трёх тел (Земли, Луны, Солнца).
- Неоднородности гравитационных полей (Земля и Луна — не идеальные сферы).
- Солнечного излучения и других факторов.
Для таких систем не существует точных формул — положение аппарата можно рассчитать только методом численного моделирования.
Как создавали базу данных?
Учёные отказались от заранее заданных «удобных» орбит. Вместо этого:
- Перебирали различные начальные условия: форму, наклон, скорость и расстояние от Земли.
- Шаг за шагом моделировали движение на протяжении лет.
- Учитывали реальную неоднородность гравитационных полей Земли и Луны, что критически важно для точной навигации.
Масштаб вычислений: Потребовалось 1,6 млн процессорных часов (эквивалент >182 лет работы одного компьютера). На суперкомпьютерах задачу выполнили за всего 3 дня.
Ключевые результаты
- 54% орбит остаются стабильными минимум один год.
- Только 9,7% сохраняют устойчивость на протяжении шести лет.
- Нестабильные траектории также ценны — они помогут обучать ИИ-алгоритмы для оценки срока жизни орбит и выявления аномальных сценариев.
Практическое применение
База данных, доступная для свободного использования, позволит:
- Находить оптимальные зоны для размещения спутников и станций.
- Оценивать риски столкновений и планировать манёвры.
- Развивать системы мониторинга космического трафика в этой перспективной, но опасной области.
Это важный шаг к безопасному и устойчивому освоению пространства между Землёй и Луной, где в ближайшие десятилетия будет сосредоточена активность ведущих космических держав.