天文学家利用小行星轨道数据，发现2031年火星往返航线仅需153天

IT之家 4 月 30 日消息，沿着地球与火星这颗邻近行星之间相对笔直的航线，单程火星之旅需要 7 至 10 个月左右。但一位天文学家借助小行星的早期轨道数据，或许找到了穿越太阳系的捷径。

在一项新研究中，里约热内卢州立大学北部分校的马塞洛・德・奥利维拉・索萨，顺着小行星 2001 CA21 的预测运行轨迹，探寻通往火星的全新航线。这项研究成果发表在《Acta Astronautica》期刊上，研究确定了一条往返火星的航线，全程仅需约 153 天。

据IT之家了解，规划火星航行路线时，星际任务科学家会根据行星在太空中的运行轨迹，测算精准的轨道数据。受公转轨道影响，地球与火星之间的距离始终处于变化之中。当两颗行星位于太阳同一侧时，彼此距离最近；分居太阳两侧时，距离则达到最远。

每 26 个月，地球会运行至太阳与火星之间，形成三星一线的排布。这种天文现象被称为火星冲日，也是航天器奔赴火星的最佳发射窗口期。而开展此次研究的天文学家提出疑问：在火星与地球距离最近的时段，是否存在隐藏的近地航行捷径？

为找到这条捷径，索萨追踪了一颗穿越地球和火星轨道的近地小行星的早期预测运行轨迹。

小行星首次被发现时，天文学家会观测其天体运行轨迹，建立绕日轨道模型；经过持续观测后，其运行轨道会被进一步精确修正。

小行星 2001 CA21 亦是如此，即便后续轨道数据不断优化，其初始轨道轨迹仍具备极高利用价值。该小行星的早期轨道预测显示，其运行轨道偏心率极高，且拥有清晰的次黄道轨道平面（即包含地球绕日公转轨道的平面）。

这位研究人员搜寻了一条与小行星轨道倾角偏差不超过 5 度的火星航线，可让航天器以更笔直的航线奔赴火星。随后，索萨分析了 2027 年、2029 年、2031 年三次火星冲日的发射窗口期，对比哪一年的航行条件最优、耗时最短。

结合发射窗口期分析与该小行星的早期轨道预测，研究人员发现，2031 年是唯一一年地火天体几何排布与小行星轨道平面完美契合的年份。研究指出，在 2031 年发射窗口期内，有两套可行的火星往返任务方案，总时长分别约为 153 天和 226 天。

这项新研究旨在为星际航线规划提供一种全新思路，有望将星际航行时长缩短数百天。一直以来，科学家密切监测小行星主要是为防范其撞击地球的潜在威胁，而如今，这些太空岩石也有望成为人类穿越太阳系的天然航行路标。