Op 6 februari 2018 SpaceX met succes gelanceerd Falcon Heavy raket in een baan om de aarde. Dit was een gedenkwaardige gelegenheid voor het particuliere ruimtevaartbedrijf en betekende een grote doorbraak voor ruimtevaart. Niet alleen is het Falcon Heavy de krachtigste raket die momenteel in dienst is, het is ook het eerste zware lanceervoertuig dat vertrouwt op herbruikbare boosters (waarvan er twee met succes werden opgehaald na de lancering).
Even interessant was de lading van de raket, die bestond uit Musks kersrode Tesla Roadster met een ruimtepak op de bestuurdersstoel. Volgens Musk zullen dit voertuig en zijn 'piloot' (Starman) uiteindelijk een Hohmann Transfer Orbit met Mars bereiken en daar tot een miljard jaar blijven. Volgens een nieuwe studie is er echter een kleine kans dat de Roadster in plaats daarvan binnen enkele eonen in botsing komt met Venus of de aarde.
De studie die deze mogelijkheid naar voren brengt, is onlangs online verschenen onder de titel "De willekeurige gang van auto's en hun botsingskansen met planeten". De studie werd uitgevoerd door Hanno Rein, een assistent-professor aan de Universiteit van Toronto; Daniel Tamayo, postdoctoraal onderzoeker bij het Centre for Planetary Sciences (CPS) en het Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA); en David Vokrouhlick van het Institute of Astronomy aan de Charles University in Praag.
Zoals we in een eerdere post al aangaven, heeft Musks oorspronkelijke vluchtplan de potentie om de Roadster na een mode in een stabiele baan rond Mars te plaatsen. Volgens Max Fagin, een lucht- en ruimtevaartingenieur uit Colorado en een ruimtekamp-alumni, zal de Roadster in oktober 2018 dicht genoeg bij Mars komen om een baan om de aarde te vestigen. Deze baan zou echter niet uitsluiten dat de Aarde in de loop van de de komende miljoenen jaren.
Omwille van hun studie hebben Rein en zijn collega's overwogen hoe dergelijke ontmoetingen in die tijd de baan van de Roadster zouden kunnen veranderen. Met behulp van gegevens van NASA's HORIZONS-interface om de initiële posities van alle Solar-planeten en de Roadster te bepalen, berekende het team de waarschijnlijkheid van toekomstige nabije ontmoetingen tussen het voertuig en de terrestrische planeten, en hoe waarschijnlijk een resulterende botsing zou zijn.
Zoals ze hebben aangegeven, vertoont de Roadster enkele overeenkomsten met Near-Earth Asteroids (NEAs) en ejecta van het Earth-Moon-systeem. Kortom, NEA's doordringen het innerlijke zonnestelsel, steken regelmatig de banen van terrestrische planeten over en ervaren daarmee nauwe ontmoetingen (resulterend in een incidentele botsing). Bovendien ervaren ejecta van de aarde en de maan ook nauwe ontmoetingen met de terrestrische planeten en botsen ermee.
De Tesla Roadster is echter uniek in twee belangrijke opzichten: ten eerste is hij afkomstig van de aarde in plaats van door sterke resonanties van de asteroïdengordel het binnenste zonnestelsel in te worden getrokken. Ten tweede had het een hogere uitstootsnelheid toen het de aarde verliet, wat resulteert in minder impacts. "Gezien de bijzondere beginvoorwaarden en het nog vreemdere object, blijft het daarom een interessante vraag om de dynamiek en het uiteindelijke lot te onderzoeken", beweren ze.
Een andere uitdaging was hoe de kans op een impact in de loop van de tijd drastisch zal veranderen. Hoewel de kans op een botsing op korte termijn (d.w.z. de komende jaren) kan worden uitgesloten, is de chaotische baan van de Roadster moeilijk te voorspellen in de loop van volgende close encounters. Als zodanig heeft het team een statistische berekening uitgevoerd om te zien hoe de baan en snelheid van de Roadster in de loop van de tijd zouden veranderen. Zoals ze in hun studie stellen:
“Aangezien de Tesla vanaf de aarde werd gelanceerd, hebben de twee objecten elkaar kruisende banen en ondergaan ze herhaaldelijk nauwe ontmoetingen. De lichamen bereiken dezelfde orbitale lengtegraad op hun synodische tijdschaal van ~ 2,8 jaar. '
Ze begonnen met na te gaan hoe de baan van de Roadster zou evolueren in de loop van de volgende 48 banen, die de volgende 1000 jaar zouden omvatten. Vervolgens hebben ze de analyse uitgebreid om rekening te houden met de evolutie op lange termijn, die in de loop van de volgende 3,5 miljoen jaar 240 banen omvatte. Wat ze ontdekten was dat de baan van de Roadster op een tijdschaal van een miljoen jaar zich in een regio bevindt die wordt gedomineerd door nauwe ontmoetingen met de aarde.
Echter, na verloop van tijd laten hun simulaties zien dat de Roadster veranderingen in excentriciteit zal ervaren als gevolg van resonante en seculiere effecten. Dit zal in de loop van de tijd resulteren in meer frequente interacties tussen de Roadster en Venus, en het wordt mogelijk dat ontmoetingen met Mars mogelijk worden. Over een voldoende lange tijdschaal verwacht het team zelfs dat interacties met de baan van Mercurius mogelijk zullen zijn (hoewel onwaarschijnlijk).
Uiteindelijk toonden hun simulaties aan dat in de loop van een miljoen jaar en daarna de kans op een botsing met een terrestrische planeet onwaarschijnlijk is, maar niet onmogelijk. En hoewel de kans klein is, geven ze de voorkeur aan een eventuele botsing met de aarde. Of zoals ze het zeggen:
“Hoewel er in onze simulaties verschillende ontmoetingen waren met Mars, resulteerde geen van hen in een fysieke botsing. We vinden dat er een kans van ~ 6% is dat de Tesla in botsing zal komen met de aarde en een kans van ~ 2,5% dat hij zal botsen met Venus binnen de volgende 1 Myr. De botssnelheid neemt met de tijd iets af. Na 3 Myr is de kans op een botsing met de aarde ~ 11%. We hebben slechts één botsing met de zon waargenomen binnen 3 Myr. ”
Gezien de Musk hoopte dat zijn Roadster een miljard jaar in de baan van Mars zou blijven en dat buitenaardse wezens hem uiteindelijk zouden kunnen vinden, is het vooruitzicht dat hij in botsing komt met de aarde of Venus een beetje een teleurstelling. Waarom zou u de moeite nemen om zo'n unieke lading de ruimte in te sturen als hij gewoon terugkomt? Toch blijft de kans dat het miljoenen jaren door de ruimte zal zweven een duidelijke mogelijkheid.
En als er zorgen zijn dat de Roadster een bedreiging zal vormen voor toekomstige missies of de aarde zelf, overweeg dan de boodschap waar Starman naar keek tijdens zijn klim naar de ruimte - Raak niet in paniek! Ervan uitgaande dat de mensheid vanaf nu zelfs leeft, zal het veel grotere gevaar zijn dat zo'n antiek in onze atmosfeer zal opbranden. Na miljoenen jaren zal Starman zeker een grote beroemdheid worden!
