Proprio come il navigatore satellitare ha eliminato la necessità di discutere sul percorso migliore per tornare a casa, gli scienziati dell'Università del Surrey hanno sviluppato un nuovo metodo per trovare i percorsi ottimali per le future missioni spaziali senza la necessità di sprecare carburante. L'articolo è pubblicato sulla rivista Astrodynamics .
Il nuovo metodo utilizza la matematica per rivelare tutti i possibili percorsi da un'orbita all'altra senza congetture o utilizzando un'enorme potenza del computer.
Danny Owen, che ha sviluppato la tecnica presso il Surrey Space Center, ha dichiarato:"In precedenza, quando aziende come la NASA volevano tracciare un percorso, i loro calcoli si basavano sulla forza bruta o su congetture.
"La nostra nuova tecnica rivela chiaramente tutti i possibili percorsi che un veicolo spaziale potrebbe intraprendere da A a B, purché entrambe le orbite condividano un livello di energia comune.
"Ciò rende il compito di pianificare le missioni molto più semplice. La consideriamo come una mappa metropolitana per lo spazio."
Negli ultimi decenni, le missioni spaziali si sono affidate sempre più alla capacità di cambiare il percorso del percorso di un satellite nello spazio senza utilizzare carburante.
Un modo per farlo è trovare "connessioni eterocliniche", ovvero i percorsi che consentono ai veicoli spaziali di trasferirsi da un'orbita all'altra senza utilizzare carburante.
I calcoli matematici per trovare questi percorsi sono complessi, in genere calcolati utilizzando un'ampia potenza di calcolo per passare da un'opzione all'altra o facendo un'"ipotesi intelligente" e quindi analizzandola ulteriormente.
Questa nuova tecnica utilizza un’area della matematica chiamata teoria dei nodi per generare rapidamente traiettorie approssimative, che possono poi essere perfezionate. In questo modo, le agenzie spaziali possono ottenere un elenco completo di tutte le possibili rotte da un'orbita designata. Possono quindi scegliere quello più adatto alla loro missione, proprio come tu potresti scegliere un percorso studiando la mappa della metropolitana.
La tecnica è stata testata con successo su vari sistemi planetari, tra cui la Luna e le lune galileiane di Giove. Entrambi questi sono il fulcro delle missioni attuali e future.
Il Dott. Nicola Baresi, docente di Meccanica orbitale presso l'Università del Surrey, ha affermato:"Stimolata dal programma Artemis della NASA, la corsa alla Luna Nuova sta ispirando i progettisti di missioni in tutto il mondo a ricercare rotte a basso consumo di carburante che possano esplorare meglio e in modo più efficiente il pianeta". vicinanze della luna.
"Non solo la nostra tecnica rende questo compito ingombrante più semplice, ma può anche essere applicata ad altri sistemi planetari, come le lune ghiacciate di Saturno e Giove."
Ulteriori informazioni: Danny Owen et al, Applicazioni della teoria dei nodi alla rilevazione di connessioni eterocliniche tra orbite quasi periodiche, Astrodinamica (2024). DOI:10.1007/s42064-024-0201-0
Fornito dall'Università del Surrey
