A SpaceX februári, sikeres Falcon Heavy tesztjét követően egy ideig folytak a találgatások, hogy hol is kering majd Elon Musk piros Teslája, meddig jut el a Naprendszerben, s vajon fog-e bolygónkkal találkozni még?
A kérdések megválaszolása nem olyan egyszerű, mint hinnénk! A Naprendszer távolabbi vidékeire jutó űrszondák kapcsán tudjuk, hogy azok pályáját igen precízen tervezik meg s irányítják, hisz e nélkül nem juthatna el egy sem a célterületre. A pontos számításokhoz rendkívüli mennyiségű adat szükséges, magának az űrjárműnek és a naprendszerbéli környezetének adatai egyaránt.
A Tesla esetében, mivel tesztrepülésről volt szó, nem tervezték meg ennyire precízen a pályát, pusztán az volt a cél, hogy olyan indítást követhessenek az érdeklődők (a hétköznapi emberek és a potenciális üzleti partnerek egyaránt), amelyből egyértelmű, hogy a SpaceX óriásrakétája képes a Mars pályáját elérő teherszállításra.
A nagyfokú érdeklődést számos (elnagyolt) számítás követte, amelyek a Tesla útjának jövőbeni lehetőségeit taglalták. Hogyan születnek ezek az előrejelzések?
Figyelembe veszik a jármű tömegét, irányát, sebességét, illetve figyelembe kell venni minden olyan égitest gravitációs hatását, ami a járművet elmozdíthatja a kezdeti lökés által meghatározott (és ez esetben később nem irányított) útvonaláról. Ezen túl még néhány más apróság is szerepet játszik, mint pl. a napszél hatása…
Minél több erő hat a járműre, annál bonyolultabb a számítás, és a kezdeti feltételekben lévő legkisebb eltérések is naggyá válnak az idők során. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy nő az előrejelzés bizonytalansága az idő előre haladtával. Ha a jármű kezdeti sebessége vagy tömege csak egy egész kicsit is eltér, az a távolabbi jövőben már hatalmas pályaeltérést eredményezhet.
A Tesla a Nap körüli pályája során a Marshoz és a Földhöz egyaránt közel kerül néhányszor majd, s ezek gravitációja minden alkalommal kimozdítja kissé az addigi útvonaláról a járművet. Mivel nem célirányosan tervezett küldetésről van szó, ezért nincsenek a birtokunkban a megfelelő kiindulási adatok sem, amelyekből precízen kiszámítható volna, hogy merre is jár majd a Tesla sok év múlva. Egy amerikai matematikus-informatikus mérnök (nem mellesleg amatőrcsillagász), Ross Cunniff felbuzdulva azon, hogy mennyire bizonytalanok az előrejelzések, úgy gondolta, maga jár utána a problémának: egy REBOUND nevű szoftver segítségével olyan számítás-sorozatot végzett, amelyben 1000, kissé eltérő kezdeti adattal modellezte a Tesla lehetséges pályáját az elkövetkező 200 évre. Az eltérések alatt értsünk olyan apróságokat, mint a sebességben 1,8m/s, a számítás kezdetekor volt helyében pedig 5 km távolság.
A modellezés alapján azután animációt készített, amelyet érdemes végignézni:

Ahhoz, hogy látványos és könnyen érthető eredményt kapjon, a számítást úgy végezte el, mintha egyszerre 1000 Teslát lőttek volna fel, s ezeknek egészen kicsit eltérne az útjuk egymástól.
Az 1000 Tesla az első években nem sokat mocorog a pályáján, azonban ahogy egyre múlik az idő, láthatjuk, hogy az eleinte egy csomóban (egymástól gyakorlatilag megkülönböztethetetlenül) úszó kocsik apránként szétszóródnak, s némelyük jelentősen eltér az eredeti pályától. Mindez csupán a gravitáció okozta zavaroknak köszönhető! A számításokból kiderült, hogy az 1000 feltételezett Tesla némelyike kilökődik a Naprendszerből, míg néhány belezuhan a Napba. A legtöbb kocsi persze a mostani pálya közelében marad – ám ott is szétszóródva.
Habár a most készült számítás és animáció pusztán az aktív elme „játéka”, a valóságban nagyon is fontos kérdések ezek, ha nem egy piros autóról, hanem mondjuk egy, a Föld felé igyekvő aszteroidáról van szó. Minél kevesebbet tudunk egy ilyen égitest pályájáról, annál nagyobb a bizonytalansága is az előrejelzéseinek – ezért van az, hogy egy-egy újonnan felfedezett aszteroida esetében százalékos valószínűséggel tudjuk csak megmondani, hogy x év alatt vajon ütközhet-e a Földdel.
Még egy jelenség előrejelzésére emlékeztet a most elvégzett Tesla-számítás: ez pedig a meteorrajok adott időpontra várható aktivitása. A meteorrajok olyan törmelékfelhők, amelyek a szülő égitest (üstökös vagy aszteroida) eredeti pályáját követve keringenek a Naprendszerben, s az idők során e törmelékfelhőket is folyamatosan változtatja a rá ható gravitáció (stb.), illetve az a tény, hogy a szülő égitest mikor haladt el a pálya adott szakaszán utoljára. A törmelék is szétszóródik kissé, vannak benne sűrűbb régiók (ezekkel találkozva Földünkön látványos meteorzáporokat láthatunk), vannak az átlag pályától kissé eltérő szemcsék is. A meteorrajok előrejelzése is pont amiatt nehéz, amiért a Tesla pályaszámítása is, annyi különbséggel, hogy még kevesebb információnk van a keringő porszemcsék, törmelékek útjáról.
A Tesla esetében a mostani számítások alapján is előfordulhat olyan elméleti helyzet, hogy a jövőben az autó a Földdel ütközik (azonban ne feledjük, a Tesla nem űrbéli körülményekre készült, így, mire ez bekövetkezhetne, jó eséllyel csak morzsák maradnak belőle), olyan is, hogy a Marsba csapódik, vagy a Vénuszba. Az elméleti lehetőségeket a kocsi jövőbeni pályája adatai alapján majd pontosabban is ki lehet számítani, persze.

Az izgalmas számításról és animációról Phil Plait számolt be a Bad Astronomy blogjában.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)