Visszaszámlálás olcsó holdutazásig: az új útvonal csökkenti a költségeket, de több időt igényel
Egy gigantikus számla kísér minden kísérletet a Föld elhagyására. eléri a Luna Óriási mennyiségű energiát igényel, mert minden hajónak le kell győznie a Föld gravitációját, és több százezer kilométeren át kell tartania egy meghatározott pályát. Ez a nehézség más űrutakat is érint, ahol a sebesség kis eltérései nagyon magas költségeket eredményezhetnek.
A hatékonyabb útvonalakat keresni Az ügynökségek, cégek és kutatóközpontok prioritásává vált, hiszen az üzemanyag-megtakarítás csökkentheti a kiadásokat, növelheti a szállított rakományt vagy bővítheti a küldetés lehetőségeit.
A nyomozás Asztrodinamika kevesebb költséggel járó útvonalat talált
A folyóiratban megjelent vizsgálat Asztrodinamika módot javasol e költségek egy részének csökkentésére. A Coimbrai Egyetem kutatója által vezetett csapat Allan Kardec de Almeida Júnior azonosított egy pályát, amely képes másodpercenként 58,8 méter üzemanyagot takarít meg az eddig leírt leghatékonyabb útvonalakat illetően.
Bár a szám kicsinek tűnik a teljes holdutazáshoz szükséges 3342,96 m/s-hoz képest, a szerzők kiemelik, hogy minden másodpercenkénti méter nagyon fontos hatással van egy küldetés költségvetésére.
A javaslat két szakaszra osztja az útvonalat. Az elsőben a hajó elhagyja a Föld pályáját, és a felé tart Lagrange-pont L1a Föld és a Hold között elhelyezkedő régió, ahol mindkét test gravitációs ereje egyensúlyba kerül. Ott addig maradhat várakozó pályán, ameddig szükséges. Miután ez a szakasz befejeződött, az utazás második szakasza a holdpályakihasználva az adott terület kedvező gravitációs viszonyait.
Ez a közbenső megálló további működési előnyt biztosít. A tervezett pálya lehetővé teszi a karbantartást állandó kapcsolatot a Földdel és a Holddal egyarántaz egész utazás alatt. A kutatók szerint a hajó elkerüli, hogy elrejtőzzön a műhold mögé, ez a helyzet átmeneti megszakításokat okoz a kommunikációban.
A tanulmány emlékeztet arra, hogy az olyan küldetések, mint a közelmúltbeli és sikeres Artemis II, érintkezés nélküli időszakokat éltek át, amikor a Hold mögött helyezkedtek el, míg az új javaslat kiküszöböli ezt a problémát a kiválasztott pálya konfigurációjának köszönhetően.
A projekt harmincmillió különböző alternatívát vizsgált meg
Az ún. matematikai keretrendszernek köszönhetően volt lehetséges az áttörés funkcionális kapcsolatok elmélete. Ez a módszer drasztikusan csökkenti az összetett térbeli pályák tanulmányozásához szükséges számítási terhet. A Lagrange pontok különösen vonzóak, mert lehetővé teszik nagyon hatékony mozgások energetikai szempontból, de pályájuk nagyon érzékeny a kis eltérésekre. Eddig az összes rendelkezésre álló lehetőség kiszámítása óriási erőfeszítést igényelt, ami korlátozta az elemezhető útvonalak számát.
A különbség az elvégzett számítások léptékében látható. Míg néhány korábbi munka körülbelül 280 000 lehetőséget tanulmányozott, a az új projekt 30 millió pályát vizsgált meg különböző. A résztvevők között Portugália, Franciaország és Brazília egyetemeinek szakemberei is voltak. A posztdoktori kutató Vitor Martins de Oliveiraa São Paulo Egyetem munkatársa kifejtette, hogy ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy a korábban elérhetőknél sokkal gyorsabb szisztematikus elemzések révén kevésbé nyilvánvaló megoldásokat keressenek.
Az eredmények egy évek óta elfogadott ötletet is megkérdőjeleznek. A hagyományos modellek azt feltételezték, hogy az L1 ponthoz tartozó pályák elérésének leghatékonyabb módja az volt közelíteni a legközelebbi oldalról a Földre. A szimulációk azonban más alternatívát tártak fel. A opció alacsonyabb fogyasztással közelebb kerül a Holdhoz, és az ellenkező oldalon áll pályára. Ez a megoldás intuitívnak tűnt, de akkor merült fel, amikor a kutatók jelentősen bővítették az elemzett pályák számát.
Lehetséges jobb útvonalakat találni
Allan Kardec, az Almeida Júnior munkatársa úgy véli, hogy ennek a stratégiának sokkal szélesebb körű alkalmazásai lehetnek, mint egy egyszerű holdutazásnak. Mint kifejtette, a javaslat kihasználja az L1 pont körüli pályákat, ahol egy hajó maradhatna 13 napos vagy többszörös időszakokban abból az időből. Ez a rugalmasság lehetővé tenné legénységcseréket, turisztikai műveleteket és rakományszállítást szervez. A szerzők még a Holdon folyó jövőbeni bányászati tevékenységekkel kapcsolatos felhasználásokat is fontolgatják.
Ennek ellenére azt hiszik, hogy még mindig létezik hely a hatékonyabb útvonalak megtalálásához ha további tényezőket is beépítenek, például a Nap gravitációs befolyását, bár ehhez a javuláshoz sokkal specifikusabb kilövőablakkal kellene dolgozni.
