nauka

Dwóch matematyków opracowało tańszą metodę lotu na Marsa

Powodów, dla których dostarczanie ładunków na Marsa jest trudne, jest wiele, ale spośród najważniejszych można wymienić dwa – konieczność czekania aż obie planety ustawią się w odpowiedni sposób, oraz duże ilości paliwa potrzebne do tego, by wejść na orbitę Czerwonej Planety. Wygląda jednak na to, że dwóm matematykom udało się usunąć obie te przeszkody.

Obecnie każdy statek kosmiczny, który ma wejść na marsjańską orbitę musi wykonać manewr transferowy Hohmanna. Manewr ten polega na podwyższeniu orbity poprzez odpalenie silnika i ustabilizowaniu nowej poprzez ponowne jego uruchomienie. W wypadku podróży na Marsa sprowadza się to do tego, że statek, który przy odpowiednim układzie planet, został wystrzelony z Ziemi w taki sposób, by po około półrocznej podróży znaleźć się w miejscu, w którym będzie wtedy Czerwona Planeta, musi ponownie odpalić silniki by zwolnić i wejść na jej orbitę. Oznacza to, że musi mieć na pokładzie spore ilości paliwa, co oczywiście przekłada się na koszty startu.

Jednak dwóch matematyków, Francesco Topputo z Politechniki Mediolańskiej oraz Edward Belbruno z Uniwersytetu Princeton, znalazło inny sposób na to, by wejść na orbitę Marsa. W swojej pracy, która opublikowana została w czasopiśmie Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, udowodnili oni, że inne podejście, wymagające mniejszej ilości energii, jest możliwe. Koncepcja przechwytu balistycznego nie jest co prawda nowa, ale do tej pory uważano, że nie można zastosować tego manewru w przypadku Marsa. Ale na czym on polega?

W postulowanym przez nich scenariuszu statek kosmiczny byłby wysyłany z Ziemi na orbitę zbliżoną do orbity Marsa. Jednocześnie musiałby się on poruszać wolniej niż Mars porusza się wokół Słońca. W rezultacie grawitacja planety przejęłaby wcześniej czy później statek, który bez uruchamiania silników wstecznych znalazłby się na orbicie.

Brzmi dość prosto, ale w rzeczywistości obliczenia, które muszą wziąć pod uwagę bardzo dużo czynników, są na tyle skomplikowane, że do tej pory uważano, że w przypadku Marsa nie można zastosować tej metody.

„To spora niespodzianka,” mówi James Green, dyrektor Planetary Science Division w NASA. „To może być dla nas duży krok naprzód, który pozwoli nam oszczędzić zasoby.”

Największą zaletą nowej metody jest niewątpliwie fakt, że wymaga ona mniejszej ilości paliwa, przez co start mógłby być tańszy niż obecnie, albo w tej samej cenie można byłoby zabrać na marsjańską orbitę większy ładunek. Kolejną fakt, że przy zastosowaniu tej metody nie trzeba byłoby czekać 26 miesięcy na okno startowe – Mars może „dogonić” statek kiedykolwiek. Sama podróż trwałaby dłużej, więc ta metoda raczej nie nadaje się do zastosowania w przypadku przyszłych misji załogowych, ale może się przydać przy wysyłaniu zaopatrzenia czy misji naukowych.

Zdjęcie: Flickr/J.Gabas-Esteban


podobne treści