Коллектив ученых из Тулузского университета во Франции определил оптимальные траектории полета для космического аппарата, который сможет безопасно собирать образцы с Энцелада — спутника Сатурна, где ранее были обнаружены признаки существования условий, потенциально пригодных для жизни.

Об этом говорится в статье, опубликованной в научном журнале Advances in Space Research. Ранее эта же команда исследователей в работе для журнала Science Advances установила, что земные бактерии Methanothermococcus okinawensis способны выживать и размножаться в условиях, моделирующих среду Энцелада.

В новом исследовании ученые рассчитали гало-орбиты и различные семейства орбит с более длительным периодом обращения в рамках круговой ограниченной задачи трех тел (CR3BP) для системы Сатурн — Энцелад. Исследователи проанализировали эти траектории с точки зрения их пригодности для проведения операций космического аппарата.

В ходе компьютерных симуляций ученые обнаружили несколько новых семейств периодических орбит, которые ранее не рассматривались. Наиболее перспективными были признаны четыре типа траекторий: NRHO, или почти прямолинейные гало-орбиты, расположенные вблизи точек Лагранжа L1 и L2, классические гало-орбиты третьего периода, а также так называемые бабочкообразные орбиты.

По оценке исследователей, удержание космического аппарата на подобных траекториях потребует ежедневных коррекций курса. При этом выявленные орбиты остаются баллистическими и не требуют огромных затрат энергии для поддержания, что делает их потенциально пригодными для будущих миссий по исследованию Энцелада.

Ученые отмечают, что проведенная работа может стать отправной точкой для дальнейших исследований, посвященных использованию гало-орбит при организации миссий к Энцеладу. Разработанные методы также можно адаптировать для изучения других ледяных спутников с сопоставимым соотношением масс, включая Мимас, Европу и Ганимед.

Интерес к Энцеладу связан прежде всего с предположением о существовании под его ледяной поверхностью океана жидкой воды. За последние несколько десятилетий астрономы обнаружили многочисленные свидетельства наличия подледных океанов и на других крупных спутниках Юпитера и Сатурна, в том числе Европе и Ганимеде.

Измерения, проведенные с помощью космических аппаратов "Кассини", "Галилео" и Juno, указывают на то, что в подледных водоемах этих небесных тел могут существовать условия, потенциально способствующие возникновению и поддержанию жизни. Именно поэтому разработка безопасных и энергетически эффективных траекторий рассматривается как один из важных этапов подготовки будущих миссий, которые смогут исследовать эти необычные миры и, возможно, получить образцы для дальнейшего анализа.