Ο σχεδιασμός διαδρομών για διαστημικές αποστολές απαιτεί τεράστιο χρόνο και προσπάθεια. Οι ερευνητές αναζητούν την πιο αποδοτική πορεία μεταξύ πλανητών και δορυφόρων επειδή τα διαστημικά ταξίδια είναι εξαιρετικά ακριβά. Ακόμη και μικρές βελτιώσεις στην αποδοτικότητα μπορούν να εξοικονομήσουν εκατομμύρια.
Πρόσφατα ερευνητική ομάδα ανακάλυψε μια εναλλακτική διαδρομή για τον Άρη που επιτρέπει την ολοκλήρωση ενός ταξιδιού αλε ρετούρ στον Κόκκινο Πλανήτη σε χρόνο 70% μικρότερο από αυτόν που απαιτείται με τις συμβατικές διαδρομές που ακολουθούνται σήμερα. Μια διεθνής ομάδα ερευνητών ανακοίνωσε ότι βρήκε μια μέθοδο υπολογισμού πιο αποδοτικής διαδρομής μεταξύ της Γης και της Σελήνης χρησιμοποιώντας προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα.
Η νέα μέθοδος βασίζεται στη θεωρία των λειτουργικών συνδέσεων η οποία μειώνει την υπολογιστική ισχύ που απαιτείται για την εκτέλεση πολύπλοκων προσομοιώσεων. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτή τη μέθοδο για να προσομοιώσουν 30 εκατομμύρια διαφορετικές διαδρομές προς τη Σελήνη ενώ στη νέα μελέτη τους αναφέρονται 280.000 προσομοιώσεις.
Η βαρύτητα
Η φθηνότερη διαδρομή προς τη Σελήνη που ανακάλυψε η ομάδα ήταν ουσιαστικά «κρυμμένη». Τα διαστημόπλοια που ταξιδεύουν στο ηλιακό σύστημα χρησιμοποιούν καύσιμα μόνο για μέρος της διαδρομής. Συχνά η βαρύτητα αποτελεί το προτιμώμενο μέσο προώθηση επειδή είναι… δωρεάν. Υπάρχουν διαδρομές που καθορίζονται από τη βαρύτητα σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα γνωστές ως Διαπλανητικό Δίκτυο Μεταφορών.
Έτσι η εύρεση μιας οικονομικής διαδρομής προς τη Σελήνη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη βαρύτητα, και συγκεκριμένα από τις βαρυτικές έλξεις της Γης και της Σελήνης. Στη διαστημική πτήση, ο όρος «variate» αναφέρεται σε μια φυσική τροχιά που οδηγεί σε συγκεκριμένη τροχιά. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, αντί να χρησιμοποιείται το τμήμα της σεληνιακής τροχιακής variate που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη είναι καλύτερο να εισέρχεται κανείς σε αυτήν από την αντίθετη πλευρά.
«Αντί να θεωρούμε δεδομένο ότι είναι ευκολότερο να επιλέξουμε το τμήμα της variate που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε συστηματική ανάλυση με ταχύτερες μεθόδους για να αναζητήσουμε μη προφανείς λύσεις», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Βίτορ Μαρτίνς ντε Ολιβέιρα μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο στη Βραζιλία.
Η εξοικονόμηση
Ουσιαστικά η ομάδα ανακάλυψε ότι η δωρεάν προώθηση μέσω βαρύτητας είναι πιο αποτελεσματική όταν ακολουθείται αυτή η «κρυφή» διαδρομή. Η νέα πορεία απαιτεί κατά 58,80 μέτρα ανά δευτερόλεπτο λιγότερη κατανάλωση καυσίμου σε σύγκριση με τη φθηνότερη γνωστή διαδρομή μέχρι σήμερα. Ακόμη και αυτή η σχετικά μικρή εξοικονόμηση θα μπορούσε να μειώσει αισθητά το κόστος ταξιδιών προς τη Σελήνη.
Ένα ακόμη πλεονέκτημα της νέας διαδρομής είναι ότι δεν προκαλεί διακοπές στην επικοινωνία με τη Γη. «Η αποστολή Artemis 2, για παράδειγμα, έχασε την επικοινωνία με τη Γη για κάποιο χρονικό διάστημα επειδή βρισκόταν ακριβώς πίσω από τη Σελήνη. Η τροχιά που προτείνουμε αποτελεί λύση που διατηρεί αδιάλειπτη επικοινωνία» λέει ο Ολιβέιρα.
Ωστόσο οι ερευνητές επισημαίνουν ότι αυτή η νέα διαδρομή δεν αποτελεί την τελική λέξη στις οικονομικές μετακινήσεις μεταξύ Γης και Σελήνης. Τα μοντέλα τους έλαβαν υπόψη μόνο τη βαρύτητα της Γης και της Σελήνης. Μελλοντικές έρευνες θα μπορούσαν να συμπεριλάβουν επιπλέον παράγοντες, όπως τη βαρύτητα του Ήλιου γεγονός που ίσως οδηγήσει σε ακόμη πιο οικονομικά συμφέρουσες τροχιές.
«Η συστηματική ανάλυση που εφαρμόσαμε στη μελέτη μας είναι κάτι που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ευρύτερα στο μέλλον» δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Άλαν Καρντέκ ντε Αλμέιντα Ζούνιορ από το Πανεπιστήμιο της Κοΐμπρα στην Πορτογαλία.
