Οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να αλλάζουν τις τροχιές των διαστημικών σκαφών χωρίς να χρησιμοποιούν καύσιμα

Οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να αλλάζουν τις τροχιές των διαστημικών σκαφών χωρίς να χρησιμοποιούν καύσιμα
05/02/2024
Στα διαστημικά ταξίδια, τα καύσιμα είναι ένας πολύτιμος πόρος. Η μεταφορά ενός διαστημικού σκάφους από τη μια τροχιά στην άλλη απαιτεί καύσιμα και ο αριθμός των ελιγμών που μπορεί να εκτελέσει ένα διαστημόπλοιο περιορίζεται από την παροχή καυσίμου.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ορισμένες τροχιακές τροχιές επιτρέπουν τροχιακές αλλαγές χωρίς τη χρήση καυσίμου. Ωστόσο, ο υπολογισμός αυτών των τροχιών είναι επίσης υπολογιστικά ακριβός. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astrodynamics.
Φωτο-- Τα διαγράμματα δείχνουν πιθανές διαδρομές που θα μπορούσε να κάνει το διαστημόπλοιο μεταξύ διαφορετικών περιοχών κοντά στη Σελήνη / Εικόνα από Danny Owen και Nicola Baresi

Η θεωρία των κόμβων, μια μαθηματική επιστήμη που μελετά τις κλειστές καμπύλες σε τρεις διαστάσεις, έχει αποδειχθεί χρήσιμο εργαλείο για την εύρεση αυτών των τροχιών. Η θεωρία των κόμβων επιτρέπει στους ερευνητές να οπτικοποιήσουν πολύπλοκες τροχιακές τροχιές και να βρουν τις πιο αποτελεσματικές διαδρομές.
«Προηγουμένως, όταν οργανισμοί όπως η NASA ήθελαν να σχεδιάσουν μια διαδρομή, οι υπολογισμοί τους βασίζονταν είτε σε ωμή βία είτε σε εικασίες», δήλωσε ο μεταπτυχιακός φοιτητής αστροδυναμικής Danny Owen από το Πανεπιστήμιο του Surrey. «Η νέα μας μέθοδος δείχνει ξεκάθαρα όλες τις πιθανές διαδρομές που θα μπορούσε να ακολουθήσει ένα διαστημόπλοιο από το σημείο Α στο σημείο Β, δεδομένου ότι και οι δύο τροχιές μοιράζονται το ίδιο ενεργειακό επίπεδο».
Η νέα μέθοδος απλοποιεί πολύ το έργο του σχεδιασμού της αποστολής.
«Το σκεφτόμαστε ως χάρτη του μετρό στο διάστημα», είπε ο Όουεν.
Η πλοήγηση στο διαστημικό σκάφος είναι μια δύσκολη αποστολή γιατί τίποτα στο διάστημα δεν έχει σταθερή θέση. Οι πλοηγοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την περιστροφή της Γης, την περιστροφή του προορισμού και την κίνηση του ίδιου του διαστημικού σκάφους.
Η χρήση της θεωρίας των κόμβων για τον υπολογισμό των τροχιακών τροχιών μπορεί να βοηθήσει τους πλοηγούς των διαστημικών σκαφών να εξοικονομήσουν καύσιμα και να σχεδιάσουν πιο αποτελεσματικές αποστολές. Οι ερευνητές δοκίμασαν τη μέθοδό τους σε μια ποικιλία πλανητικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένης της Σελήνης και των Γαλιλαϊκών φεγγαριών του Δία.
«Η νέα σεληνιακή φυλή εμπνέει τους σχεδιαστές αποστολών σε όλο τον κόσμο να εξερευνήσουν διαδρομές με οικονομία καυσίμου που θα επιτρέψουν την καλύτερη και πιο αποτελεσματική εξερεύνηση του σεληνιακού περιβάλλοντος», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης και λέκτορας τροχιακής μηχανικής Nicola Baresi από το Πανεπιστήμιο του Surrey. «Η μέθοδός μας όχι μόνο απλοποιεί αυτό το δυσκίνητο έργο, αλλά μπορεί επίσης να εφαρμοστεί και σε άλλα πλανητικά συστήματα, όπως τα παγωμένα φεγγάρια του Κρόνου και του Δία».