Den 6 februari 2018, SpaceX lyckades lansera dess Falcon Heavy raket in i omloppsbana. Detta var ett viktigt tillfälle för det privata flyg- och rymdföretaget och representerade ett stort genombrott för rymdflyg. Inte bara är Falcon Heavy den mest kraftfulla raket som för närvarande används, är det också det första tunga lanseringsfordonet som förlitar sig på återanvändbara boosters (varav två framgångsrikt hämtades efter lanseringen).
Lika intressant var raketens last, som bestod av Musks körsbärsröda Tesla Roadster med en rymdsäck i förarsätet. Enligt Musk kommer detta fordon och dess "pilot" (Starman) så småningom att uppnå en Hohmann Transfer Orbit med Mars och förbli där i upp till en miljard år. Enligt en ny studie finns det dock en liten chans att Roadster kommer att kollidera med Venus eller Jorden istället i några få eoner.
Studien som ger denna möjlighet nyligen dykt upp online under titeln "Slumpmässig promenad av bilar och deras kollisionssannolikheter med planeter." Studien genomfördes av Hanno Rein, biträdande professor vid University of Toronto; Daniel Tamayo, en postdoktor med Center for Planetary Sciences (CPS) och det kanadensiska institutet för teoretisk astrofysik (CITA); och David Vokrouhlick från Institutet för astronomi vid Charles University i Prag.
Som vi antydde i ett tidigare inlägg har Musks ursprungliga flygplan potentialen att placera Roadster i en stabil bana runt Mars ... efter ett sätt. Enligt Max Fagin, en rymdingenjör från Colorado och en rymdlägeralumner, kommer Roadster att komma tillräckligt nära Mars för att upprätta en bana i oktober 2018. Denna bana skulle dock inte utesluta nära möten med jorden under loppet av nästa miljon år.
För studiens skull övervägde Rein och hans kollegor hur sådana nära möten kan förändra Roadsters bana under den tiden. Med hjälp av data från NASA: s HORIZONS-gränssnitt för att bestämma de ursprungliga positionerna för alla solplaneter och Roadster, beräknade teamet sannolikheten för framtida nära möten mellan fordonet och de jordiska planeterna, och hur troligt en resulterande kollision skulle vara.
Som de antydde har Roadster vissa likheter med Asteroids Near Earth (NEAs) och ejecta från Earth-Moon-systemet. Kort sagt, NEAs genomsyrar det inre solsystemet, korsar regelbundet banorna på markplaneter och upplever nära möten med dem (vilket resulterar i enstaka kollision). Dessutom upplever ejecta från jorden och månen också nära möten med de jordiska planeterna och kolliderar med dem.
Tesla Roadster är emellertid unik i två viktiga avseenden: För det första har den sitt ursprung från jorden snarare än att dras från asteroidbältet in i det inre solsystemet av starka resonanser. För det andra hade den en högre utkastningshastighet när den lämnade jorden, vilket tenderar att resultera i färre slag. ”Med tanke på de speciella ursprungliga förhållandena och ännu främlingar, förblir det därför en intressant fråga att undersöka dess dynamik och eventuella öde,” hävdar de.
En annan utmaning var hur sannolikheten för en påverkan kommer att förändras drastiskt över tiden. Medan risken för en kollision kan uteslutas på kort sikt (dvs. de närmaste åren), är Roadsters kaotiska bana svårt att förutsäga under loppet av efterföljande nära möten. Som sådant genomförde teamet en statistisk beräkning för att se hur Roadsters bana och hastighet skulle förändras över tid. Som de säger i sin studie:
”Med tanke på att Tesla sjösattes från jorden har de två föremålen korsande bana och genomgår flera gånger nära möten. Kropparna når samma omloppslängd på sin synodiska tidsperiod på ~ 2,8 år. ”
De började med att tänka på hur Roadsters omloppsbana skulle utvecklas under de kommande 48 banorna, vilket skulle omfatta de närmaste 1000 åren. De utvidgade sedan analysen för att överväga långsiktig utveckling, som omfattade 240 banor under de kommande 3,5 miljoner åren. Vad de fann var att Roadster-bana på en miljon-årig tidsperiod kvarstår i en region som domineras av nära möten med jorden.
Med tiden visar emellertid deras simuleringar att Roadster kommer att uppleva förändringar i excentricitet på grund av resonans och sekulära effekter. Detta kommer att resultera i att samverkan oftare växer mellan Roadster och Venus över tid och att nära möten med Mars blir möjliga. Under tillräckligt långa tidsskalor förutser teamet till och med att interaktioner med Mercurius bana kommer att vara möjliga (även om det är osannolikt).
I slutändan avslöjade deras simuleringar att sannolikheten för en kollision med en markplanet under en miljon år och därefter är osannolik, men inte omöjlig. Och medan oddsen är smala, föredrar de en eventuell kollision med Jorden. Eller som de uttryckte det:
”Även om det fanns flera nära möten med Mars i våra simuleringar, resulterade ingen av dem i en fysisk kollision. Vi finner att det finns en ~ 6% chans att Tesla kommer att kollidera med jorden och ~ 2,5% chans att den kommer att kollidera med Venus inom nästa 1 Myr. Kollisionsgraden sjunker något med tiden. Efter 3 Myr är sannolikheten för en kollision med Jorden ~ 11%. Vi observerade bara en kollision med solen inom 3 Myr. ”
Med tanke på att moskén hoppades att hans Roadster skulle stanna kvar i Mars omloppsbana i en miljard år, och att utlänningar så småningom skulle kunna hitta det, är utsikterna för att det kolliderar med Jorden eller Venus lite av svik. Varför bry sig om att skicka en så unik nyttolast ut i rymden om den bara kommer att komma tillbaka? Ändå är oddsen att det kommer att driva genom rymden i miljoner år fortfarande en tydlig möjlighet.
Och om det finns några bekymmer om att Roadster kommer att utgöra ett hot mot framtida uppdrag eller jorden själv, kan du tänka på meddelandet Starman tittade på under sin uppstigning ut i rymden - Don’t Panic! Förutsatt att mänskligheten till och med är levande eoner från och med nu kommer den mycket större faran att vara att en sådan antik brinner upp i vår atmosfär. Efter miljoner år är Starman säkert en stor kändis!
