С увеличением количества спутников на орбите Земли учёные всё чаще задумываются о расширении космической инфраструктуры за пределы привычных низких орбит. Одним из перспективных направлений считается цислунарное пространство — область между Землёй и Луной, где в будущем могут появиться новые спутниковые группировки для поддержки лунных миссий, связи и навигации.
Однако, как показало новое исследование специалистов Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), освоение этого региона связано с огромными трудностями. С помощью двух суперкомпьютеров — Quartz и Ruby — команда смоделировала траектории миллиона гипотетических спутников, размещённых в различных точках между Землёй и Луной. Оказалось, что менее 10% орбит остаются стабильными на протяжении шести лет, а большинство аппаратов быстро сходят с орбиты из-за сложного гравитационного взаимодействия Земли, Луны и Солнца.
В отличие от низких околоземных орбит, где движение спутников относительно предсказуемо, в цислунарном пространстве на траектории влияет множество факторов. Даже небольшие изменения гравитационного поля Земли, солнечная активность или особенности рельефа планеты могут привести к потере аппарата. Учёные отмечают, что Земля не является идеальной сферой: над Канадой, например, сила тяжести ниже, чем над Атлантикой, что дополнительно усложняет расчёты.
Тем не менее, среди миллиона смоделированных орбит нашлось около 97 тысяч устойчивых, что открывает возможности для дальнейших исследований и размещения спутников для лунных миссий и будущих колоний. Все данные о траекториях выложены в открытый доступ, чтобы другие исследователи могли анализировать и искать оптимальные решения для освоения цислунарного пространства.
Авторы подчёркивают, что их работа — лишь первый шаг к пониманию динамики спутников между Землёй и Луной. В будущем потребуется учитывать ещё больше факторов, включая влияние радиации, космического мусора и взаимодействие с другими аппаратами. Но уже сейчас ясно: переход к освоению цислунарных орбит потребует новых подходов к проектированию и управлению космическими системами.