Китайские ученые провели моделирование, демонстрирующее потенциальное распространение космического соперничества за пределы околоземной орбиты – в область пространства между Землей и Луной. Согласно расчетам, сложное гравитационное воздействие этого региона формирует определенные маршруты и стратегически важные участки, где один космический аппарат может перехватить другой или вынудить его выбирать более протяженный и энергозатратный путь.

Работа была выполнена группой специалистов из Северо-Западного политехнического университета в Сиане под руководством Дана Чжаохуэя, доцента Школы астронавтики.

В фокусе изучения оказывается цислунарное пространство – обширный регион, где траектория движения аппаратов формируется под воздействием гравитационных сил как Земли, так и Луны. В отличие от более распространенных околоземных орбит, здесь потенциально доступны гораздо более сложные пути, и даже незначительные корректировки скорости со временем могут привести к существенным изменениям в направлении полета устройства.

Исследователи видят в этом аспекте как возможность, так и сложность. Космический аппарат может использовать сложную динамику вблизи Луны для выполнения маневров, которые значительно труднее спрогнозировать заранее. По мнению команды, аппарат теоретически способен временно скрываться на сложной траектории в лунном гравитационном поле, а затем появляться и направляться к объектам, находящимся ближе к Земле.

Альтернативный вариант развития событий связан с «узкими местами» – областями, через которые проходят наиболее выгодные или экономичные маршруты с точки зрения расхода топлива. Эти зоны можно провести аналогию с важными транспортными узлами: хотя космический аппарат не обязан следовать по конкретному пути, для оптимизации траектории и минимизации затрат может потребоваться дополнительное топливо и время.

Ученые считают, что размещенный в таком районе аппарат мог бы попытаться перехватить приближающийся объект или заставить его изменить траекторию движения. В результате конкуренту может потребоваться дополнительное топливо, отложить операцию или даже отказаться от запланированного времени запуска или маневра.

Авторы полагают, что такое воздействие может проявляться даже без физического соприкосновения космических аппаратов. Само обеспечение доступа к наиболее выгодным траекториям способно оказывать давление на действия другой стороны, учитывая, что количество топлива остается одним из ключевых ограничений для реализации космических миссий.

Дан Чжаохуэй подчеркивает, что в потенциальной будущей борьбе за влияние в системе Земля — Луна решающим фактором станет не конкретная орбита или отдельный аппарат, а возможность доступа к различным участкам космоса, использование оптимальных маршрутов и сдерживание действий конкурентов.

Актуальность подобных задач возрастает на фоне увеличения активности в лунном пространстве. Государственные космические программы и частные компании разрабатывают новые лунные аппараты, орбитальные станции, системы связи и транспортные миссии, что приводит к постепенной трансформации пространства между Землёй и Луной из малонаселённого региона в отдельную зону космической инфраструктуры.

Основная трудность заключается в том, что обеспечение полного контроля над подобным пространством значительно сложнее, чем над околоземной зоной. Наземные радары и телескопы привыкли отслеживать аппараты на орбитах с более предсказуемым характером движения, тогда как перемещение возле Луны определяется сложной динамикой системы из трёх тел и может включать в себя множество нестандартных траекторий.

Предыдущие исследования группы Дана Чжаохуэя уже были посвящены решению аналогичных задач. В рамках другого проекта ученые создали модель взаимодействия аппарата-инспектора и некооперативного объекта в цислунарном пространстве, рассматривая это как орбитальную игру: один аппарат стремится приблизиться к другому, а второй пытается усложнить преследование и увеличить расход топлива у преследователя.

Текущая работа расширяет предложенный подход до более общей проблемы контроля космических маршрутов. Авторы демонстрируют, что особенности небесной механики могут самостоятельно формировать позиции, обладающие повышенной стратегической значимостью – даже несмотря на отсутствие в космосе привычных земных проливов, перевалов или иных физических преград.

Тем не менее, полученные данные представляют собой лишь симуляцию потенциальных ситуаций. Это не свидетельствует о том, что Китай уже располагает оборудованием для выполнения подобных задач или намерен осуществлять какие-либо конкретные действия по перехвату спутников вблизи Луны.

Исследование демонстрирует иное: с развитием лунной инфраструктуры ключевым фактором станет не только число запущенных аппаратов, но и понимание сложной сети маршрутов между Землей и Луной. Зоны, которые на данный момент привлекают внимание специалистов преимущественно в контексте экономии топлива и научных экспедиций, со временем могут приобрести и стратегическую значимость.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Command and Control.