马斯克让大家放心飞上太空的跑车不会撞上地球黑、白、红是什么东西——以及在太阳

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黑、白、红是什么东西——以及在太阳能系统上进行了几十亿年的短途旅行？答案是埃隆马斯克的特斯拉跑车，本月早些时候作为SpaceX公司猎鹰重型火箭的首次飞行测试有效载荷。

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穆斯克是这两家公司的首席执行官表示这款车最初的目的是在太阳周围追逐火星。不过，火箭的上一级表现比预期的要好，这将把roadster提升到火星以外的轨道上，而只是在小行星带之外。

尽管有些人可能认为特斯拉只是太空垃圾中的一颗，但多伦多大学的天体物理学家Hanno Rein和他的同事们认为，这是一个检验科学当前模型的机会，以测试我们太阳系中小型天体的运行轨道。

雷小山的专长是行星动力学——研究太阳系内外的轨道，以及它们是如何随时间变化的。例如，根据与周围世界的引力作用，行星可以在离恒星较近或更远的地方迁移。雷小山创造了他自己的名为“反弹”的软件，它模拟了多个天体之间的相互引力作用，并可应用于较小的轨道物体的复杂动态问题。

这包括土星环上尘埃和冰粒子的运动——或者，现在，预测第一辆汽车在太空的轨道演化。

“我们看到有人在最后的轨道上发布了轨道元素，”雷小山说。

“所以我们把它们放进我们已有的代码中，并及时集成，看看会发生什么，只是出于好奇。”

因为特斯拉是从地球发射的，它围绕太阳的轨道与地球的轨道相交——所以在可预见的未来，汽车和行星将会反复经历近距离接触。然而，在这种情况下，“近距离”更像是一个月球距离（从地球到月球的距离，或者大约24万英里）。

这组作者最初预测，下一次这种碰撞将发生在2091年，但随后对特斯拉轨迹的追踪表明，这次事件将发生在2088年。

他们的研究结果发表在最近的一项在线研究中，并提交给皇家天文学会的每月通告。

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尽管在未来70年的时间里，预测一个小天体的运动是非常精确的，但在更长的时间里进行这样的预测是天体物理学中一个未解决的问题。大约一个世纪之后，由于其他更大的天体——主要是行星——的集体引力，一个小天体的轨道会变得混沌无序。

因此，在这些较长的时间尺度上，它在整个太阳系的实际路径就像“随机漫步”一样，没有明显的趋势，因此任何长期的预测都是相对不准确的。雷小山和他的合著者研究了特斯拉轨道的短期规模和长期的数百万年发展。

尽管在2088年有过一次近距离接触，但在接下来的千年里，他们并没有发现任何与地球的潜在碰撞——尽管在接下来的一百万年里有6%的几率发生碰撞。

总的来说，研究人员得出的结论是，特斯拉可能的轨道寿命（在与另一个天体相撞或被逐出太阳系之前）是几千万年。假设，那就是，未来的星际考古学家或文物收藏家们不会先把它从轨道上移除。

两位作者警告说，他们的计算对初始条件非常敏感，即特斯拉的尺寸、密度和旋转周期——后者是他们从Twitter（是的，真的）采购的。这项工作最实际的兴趣点并不是特斯拉本身回来困扰我们的机会，而是它提供的机会来测试我们在预测近地小行星（NEAs）的轨道演化能力方面的能力。

一些NEAs可能会对地球造成威胁，它拥有一个很低但很现实的机会来确定我们的星球。这些天体大部分都是小行星带的成员，它们的轨道比火星大，但比木星还要小。各种各样的重力扰动，大多来自木星，有时会把内拉斯踢入太阳系内部，在这些小的岩石行星中漫游——偶尔也会变得过于接近。

雷小山和他的合作者们想知道，特斯拉是否会像一个NEA一样，但是反过来——从地球开始，然后通过与内部的岩石行星的接触慢慢地向外移动，最终获得一个更有特色的气相。

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除了万有引力的影响，雷小山和他的同事还不得不考虑其他的影响。大多数的小行星都有奇特的形状，它们远离球形，它们在几小时或几天内自转——这意味着它们的表面并不均匀地暴露在太阳下。这种不均匀的加热有时会显著改变他们的轨道，天文学家称之为雅可可斯效应。“雅可尔可斯效应是一种非引力作用，”雷小山说。

它开始发挥作用“因为太阳会加热小行星的一侧，然后当小行星旋转离开太阳时，它开始散发热量。”因为它比另一侧辐射更多，所以你得到了一个力。”这种力的大小取决于小行星的热特性以及它旋转的速度。在特斯拉的例子中，雷小山的团队对汽车各种材料的热性能做了简单的粗略估计。然而，无论他们如何改变他们的假设，他们发现其相对较高的自旋率基本上抵消了雅可可斯效应。

看起来，仅靠重力，就能成为特斯拉轨道命运的裁决者。雷小山和他的同事们都不打算按照特斯拉的轨道发展来做自己的职业，但他们对测试自己的代码感到很兴奋。北亚利桑那大学的天文学家克里斯蒂娜托马斯认为，目前的形势是一个独一无二的机会。她说：“这些年来，我们已经非常善于理解导致物体轨道进化的诸多因素。”“因此，拥有一辆特斯拉跑车作为最新的近地天体，是检验我们现有车型的一种有趣方式。”

这些模型，反过来，也有可能对更重要的预测，对地球上威胁的国家能源局可能发生的地点和时间进行更重要的预测。

与此同时，贝尔法斯特女王大学的天文学家米歇尔班尼斯特说，特斯拉“是一种向人们展示我们用来理解太阳系进化的工具的好方法。”

它也是充满乐趣的动力。”

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