馬斯克讓大家放心 飛上太空的跑車不會撞上地球
黑、白、紅是什麼東西——以及在太陽能系統上進行了幾十億年的短途旅行？答案是埃隆馬斯克的特斯拉跑車，本月早些時候作為SpaceX公司獵鷹重型火箭的首次飛行測試有效載荷。
穆斯克是這兩家公司的首席執行官表示這款車最初的目的是在太陽周圍追逐火星。不過，火箭的上一級表現比預期的要好，這將把roadster提升到火星以外的軌道上，而只是在小行星帶之外。
儘管有些人可能認為特斯拉只是太空垃圾中的一顆，但多倫多大學的天體物理學家Hanno Rein和他的同事們認為，這是一個檢驗科學當前模型的機會，以測試我們太陽系中小型天體的運行軌道。
雷小山的專長是行星動力學——研究太陽系內外的軌道，以及它們是如何隨時間變化的。例如，根據與周圍世界的引力作用，行星可以在離恆星較近或更遠的地方遷移。雷小山創造了他自己的名為「反彈」的軟體，它模擬了多個天體之間的相互引力作用，並可應用於較小的軌道物體的複雜動態問題。
這包括土星環上塵埃和冰粒子的運動——或者，現在，預測第一輛汽車在太空的軌道演化。
「我們看到有人在最後的軌道上發布了軌道元素，」雷小山說。
「所以我們把它們放進我們已有的代碼中，並及時集成，看看會發生什麼，只是出於好奇。」
因為特斯拉是從地球發射的，它圍繞太陽的軌道與地球的軌道相交——所以在可預見的未來，汽車和行星將會反覆經歷近距離接觸。然而，在這種情況下，「近距離」更像是一個月球距離（從地球到月球的距離，或者大約24萬英里）。
這組作者最初預測，下一次這種碰撞將發生在2091年，但隨後對特斯拉軌跡的追蹤表明，這次事件將發生在2088年。
他們的研究結果發表在最近的一項在線研究中，並提交給皇家天文學會的每月通告。
儘管在未來70年的時間裡，預測一個小天體的運動是非常精確的，但在更長的時間裡進行這樣的預測是天體物理學中一個未解決的問題。大約一個世紀之後，由於其他更大的天體——主要是行星——的集體引力，一個小天體的軌道會變得混沌無序。
因此，在這些較長的時間尺度上，它在整個太陽系的實際路徑就像「隨機漫步」一樣，沒有明顯的趨勢，因此任何長期的預測都是相對不準確的。雷小山和他的合著者研究了特斯拉軌道的短期規模和長期的數百萬年發展。
儘管在2088年有過一次近距離接觸，但在接下來的千年里，他們並沒有發現任何與地球的潛在碰撞——儘管在接下來的一百萬年里有6%的幾率發生碰撞。
總的來說，研究人員得出的結論是，特斯拉可能的軌道壽命（在與另一個天體相撞或被逐出太陽系之前）是幾千萬年。假設，那就是，未來的星際考古學家或文物收藏家們不會先把它從軌道上移除。
兩位作者警告說，他們的計算對初始條件非常敏感，即特斯拉的尺寸、密度和旋轉周期——後者是他們從Twitter（是的，真的）採購的。這項工作最實際的興趣點並不是特斯拉本身回來困擾我們的機會，而是它提供的機會來測試我們在預測近地小行星（NEAs）的軌道演化能力方面的能力。
一些NEAs可能會對地球造成威脅，它擁有一個很低但很現實的機會來確定我們的星球。這些天體大部分都是小行星帶的成員，它們的軌道比火星大，但比木星還要小。各種各樣的重力擾動，大多來自木星，有時會把內拉斯踢入太陽系內部，在這些小的岩石行星中漫遊——偶爾也會變得過於接近。
雷小山和他的合作者們想知道，特斯拉是否會像一個NEA一樣，但是反過來——從地球開始，然後通過與內部的岩石行星的接觸慢慢地向外移動，最終獲得一個更有特色的氣相。
除了萬有引力的影響，雷小山和他的同事還不得不考慮其他的影響。大多數的小行星都有奇特的形狀，它們遠離球形，它們在幾小時或幾天內自轉——這意味著它們的表面並不均勻地暴露在太陽下。這種不均勻的加熱有時會顯著改變他們的軌道，天文學家稱之為雅可可斯效應。「雅可爾可斯效應是一種非引力作用，」雷小山說。
它開始發揮作用「因為太陽會加熱小行星的一側，然後當小行星旋轉離開太陽時，它開始散發熱量。」因為它比另一側輻射更多，所以你得到了一個力。」這種力的大小取決於小行星的熱特性以及它旋轉的速度。在特斯拉的例子中，雷小山的團隊對汽車各種材料的熱性能做了簡單的粗略估計。然而，無論他們如何改變他們的假設，他們發現其相對較高的自旋率基本上抵消了雅可可斯效應。
看起來，僅靠重力，就能成為特斯拉軌道命運的裁決者。雷小山和他的同事們都不打算按照特斯拉的軌道發展來做自己的職業，但他們對測試自己的代碼感到很興奮。北亞利桑那大學的天文學家克里斯蒂娜托馬斯認為，目前的形勢是一個獨一無二的機會。她說：「這些年來，我們已經非常善於理解導致物體軌道進化的諸多因素。」「因此，擁有一輛特斯拉跑車作為最新的近地天體，是檢驗我們現有車型的一種有趣方式。」
這些模型，反過來，也有可能對更重要的預測，對地球上威脅的國家能源局可能發生的地點和時間進行更重要的預測。
與此同時，貝爾法斯特女王大學的天文學家米歇爾班尼斯特說，特斯拉「是一種向人們展示我們用來理解太陽系進化的工具的好方法。」
它也是充滿樂趣的動力。」
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