Между Землей и Луной находится зона, где в ближайшие десятилетия будут работать спутники, навигационные системы и научные аппараты. Это окололунное пространство — ключевая область для будущих космических миссий. Но выбрать в нем устойчивую орбиту намного сложнее, потому что здесь одновременно действуют гравитация Земли, Луны и Солнца, солнечное излучение и множество других факторов.
Исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора создали открытую базу данных из одного миллиона смоделированных орбит и опубликовали ее в журнале Research Notes of the AAS. Описание программного обеспечения вышло в Journal of Open Source Software. Это крупнейший на сегодня массив расчетных траекторий для окололунного пространства, доступный для свободного использования.
Вместо того чтобы заранее выбирать «удобные» типы орбит, модель перебирала разные начальные условия — форму и наклон орбиты, скорость и расстояние от Земли. Дальше движение рассчитывалось шаг за шагом во времени. Для таких систем не существует точных формул — положение аппарата можно узнать только через численное моделирование.
Отдельно учитывалось, что Земля и Луна — не идеальные точки. Гравитационное поле Земли неоднородно и меняется в разных регионах. Без этого эффекта современные навигационные системы просто не смогли бы работать с высокой точностью.
Расчеты потребовали 1,6 млн процессорных часов — это эквивалент более 182 лет работы одного компьютера. Однако на суперкомпьютерах Quartz и Ruby вся задача была выполнена всего за три дня.
Анализ показал, что около 54% орбит остаются стабильными минимум один год, и лишь 9,7% сохраняют устойчивость на протяжении шести лет. При этом даже нестабильные траектории оказались полезны — на их основе можно обучать алгоритмы ИИ, которые будут заранее оценивать срок существования орбит и выявлять необычные сценарии движения.
Эта база данных позволит находить в окололунном пространстве наиболее удобные зоны для размещения спутников и мониторинга космического трафика.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что Rolls-Royce приостановила разработку микрореактора для Луны.
