Atunci când trimiteți nave spațiale pe Marte, metoda preferată actuală implică fotografierea navei spațiale către Marte la viteză maximă, apoi efectuarea unei manevre de frânare odată ce nava este suficient de aproape pentru a o încetini și a o aduce pe orbită.
Cunoscută sub denumirea de „Hohmann Transfer”, acest tip de manevră este cunoscut ca fiind eficient. Dar este, de asemenea, destul de scump și se bazează foarte mult pe sincronizare. De aceea se propune o nouă idee care ar implica trimiterea navei spațiale înaintea căii orbitale a lui Marte și apoi așteptarea ca Marte să vină și să o scoată.
Aceasta este ceea ce este cunoscut sub denumirea de „Ballistic Capture”, o nouă tehnică propusă de profesorul Francesco Topputo de la Institutul Politehnic din Milano și Edward Belbruno, cercetător asociat în vizită la Universitatea Princeton și fost membru al Laboratorului de propulsie Jet de la NASA.
În lucrarea lor de cercetare, care a fost publicată în arXiv Astrophysics la sfârșitul lunii octombrie, au prezentat beneficiile acestei metode față de cele tradiționale. Pe lângă reducerea costurilor cu combustibilul, captarea balistică ar oferi și o anumită flexibilitate atunci când vine vorba de lansarea ferestrelor.
În prezent, lansările dintre Pământ și Marte sunt limitate la perioada în care rotația dintre cele două planete este corectă. Dor de această fereastră și trebuie să așteptați încă 26 de luni pentru ca o nouă să vină.
În același timp, trimiterea unei rachete în spațiu, prin vasta prăpastie care separă orbita Pământului și a lui Marte, și apoi tragerea unor propulsoare în direcția opusă pentru a încetini, necesită o cantitate mare de combustibil. Aceasta la rândul său înseamnă că nava spațială responsabilă cu transportul sateliților, roverilor și (într-o zi) astronauților trebuie să fie mai mare și mai complicată și, prin urmare, mai scumpă.
Așa cum Belbruno a declarat pentru Space Magazine prin e-mail: „Această nouă clasă de transferuri este foarte promițătoare pentru a oferi o nouă abordare a viitoarelor misiuni de pe Marte, care ar trebui să reducă costurile și riscurile. Această nouă clasă de transferuri ar trebui să fie aplicabilă tuturor planetelor. Acest lucru ar trebui să ofere tot felul de noi posibilități pentru misiuni. ”
Ideea a fost propusă pentru prima dată de Belbruno în timp ce lucra pentru JPL, unde încerca să vină cu modele numerice pentru traiectorii cu consum redus de energie. „Mi-a venit prima dată ideea de captare balistică la începutul anului 1986, când am lucrat la un studiu JPL numit LGAS (Lunar Get Away Special)”, a spus el. „Acest studiu a implicat punerea unei nave spațiale solare electrice minuscule de 100 kg pe orbită în jurul Lunii, care a fost ejectată pentru prima dată dintr-o canistră specială„ Get Away ”pe naveta spațială.
Testul LGAS nu a avut un succes răsunător, așa cum ar fi trecut cu doi ani înainte de a ajunge pe Lună. Dar în 1990, când Japonia a căutat să-și salveze orbitorul lunar eșuat, Hiten, a prezentat propuneri pentru o tentativă de captare balistică care au fost încorporate rapid în misiune.
"Timpul de zbor pentru acesta a fost de 5 luni", a spus el. „A fost folosit cu succes în 1991 pentru a-l duce pe Hiten pe Lună.” Și de la acel moment, designul LGAS a fost utilizat pentru alte misiuni lunare, inclusiv misiunea SMART-1 a ESA în 2004 și misiunea GRAIL din 2011 a NASA.
Dar în misiunile viitoare, care implică distanțe și cheltuieli mult mai mari de combustibil, Belbruno a considerat că ar beneficia cel mai mult de această metodă. Din păcate, ideea s-a confruntat cu o oarecare rezistență, întrucât nicio misiune nu părea bine adaptată tehnicii.
„Începând cu 1991, când Hiten-ul din Japonia a folosit noul transfer de balistică pe Lună, s-a considerat că găsirea unuia util pentru Marte nu a fost posibilă datorită distanței mult mai lungi a Martei și a vitezei orbitale ridicate despre Soare. Cu toate acestea, am putut găsi unul la începutul anului 2014 împreună cu colegul meu Francesco Topputo. ”
Acordat, există unele dezavantaje ale noii metode. Pentru unul, o navă spațială trimisă înaintea căii orbitale a lui Marte ar dura mai mult pentru a intra pe orbită decât una care se încetinește pentru a stabili o orbită.
În plus, metoda Hohmann Transfer este testată în timp și fiabilă. Una dintre cele mai de succes aplicații ale acestei manevre a avut loc în septembrie, când misiunea Mars Orbiter (MOM) și-a făcut orbita istorică în jurul planetei roșii. Aceasta nu numai că a constituit prima dată când o națiune asiatică a ajuns pe Marte, dar a fost și prima dată când orice agenție spațială a atins o orbită pe Marte la prima încercare.
Cu toate acestea, posibilitățile de îmbunătățiri ale metodei actuale de a trimite ambarcațiuni pe Marte sunt încântați de cei de la NASA. Așa cum a spus James Green, directorul Diviziei de Științe Planetare a NASA, într-un interviu acordat Științific american: „Este un deschizător de ochi. Această [tehnică de captare balistică] nu se poate aplica aici numai la sfârșitul robotizat, ci și la sfârșitul explorării umane. ”
Nu vă mirați dacă viitoarele misiuni pe Marte sau în Sistemul Solar exterior vor fi executate cu o flexibilitate mai mare și cu un buget mai strâns.
