当埃隆·马斯克 (Elon Musk) 的带有 Starman 的特斯拉 Roadster 于 2018 年 2 月 6 日发射时,它进入了绕太阳运行的轨道,越过了地球和火星的路径。我们可以基于追踪小行星长期历史的物理学,研究 Starman 的长期演变。
确定这一点的方法是,通过略微随机化输入的条件创建一个模拟系统,并向前播放,同时考虑诸如行星重力等因素。天体物理学家 Hanno Rein、Daniel Tamayo 和 David Vokrouhlický 使用了一个名为 REBOUND 的程序正是如此运作的, 以 Starman 作为他们的测试对象 。他们确定 Roadster 的轨道具有仅几十年左右的 李雅普诺夫时间尺度 (Lyapunov timescale) ,即在它变得混沌之前的时间。如果超过一两个世纪,初始位置中仅几米的微小不确定性,就会呈指数级增长。目前,JPL Horizons 仅预测 Starman 约 80 年的寿命也是因为这个原因,超过这个范围的预测不确定性太高。
为了完成这项工作,通过数百万年的真实物理模拟,许多不同的轨道微小变化被组合在一起模拟出来。为了简化,它们被组合在一起,从而需要更少的计算量。几百万年来,这些轨道会发生微妙的偏移,您可以在下面的模拟中亲自看到。
交互式模拟
在下方探索 Starman 1500万年中 100 种不同可能性的命运。
模拟纪元:
0.00 Myr (0 年)
太阳 (0,0)
金星 (0.72 AU)
地球 (1.00 AU)
火星 (1.52 AU)
活跃的 Starman 们
比例: 1 AU • 焦点: 太阳
在轨道中存活
100.0%
100 / 100
地球碰撞
0.0%
0 个克隆体
金星碰撞
0.0%
0 个克隆体
坠入太阳
0.0%
0 个克隆体
主要发现
- 撞击行星: 最有可能碰撞的目标是地球 (~22%) 和金星 (~12%)。
- 坠入太阳: 有时这些相遇会导致较低的轨道,最终导致与太阳相撞 (~12%)。
- 长期存活: 根据这 1500 万年的模拟,大约一半 (~50–55%) 的所有模拟克隆体安全地留在绕太阳的轨道上。
- 被抛出太阳系: 偶尔 Starman 可能会因为木星的近距离靠近而被抛出太阳系,但这非常罕见,发生概率不到 1%。这是因为初始轨道距离木星的引力范围相当远。
科学引文:
Rein, H., Tamayo, D., & Vokrouhlický, D. (2018). "The random walk of cars and their collision probabilities with planets". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 476(4), 4865–4873. doi:10.1093/mnras/sty408 • arXiv:1802.04349 [astro-ph.EP].
Rein, H., Tamayo, D., & Vokrouhlický, D. (2018). "The random walk of cars and their collision probabilities with planets". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 476(4), 4865–4873. doi:10.1093/mnras/sty408 • arXiv:1802.04349 [astro-ph.EP].