Під час відправки космічного корабля на Марс, поточний, бажаний спосіб передбачає стрілянину космічного корабля в бік Марса на повній швидкості, а потім виконує гальмівний маневр, коли корабель буде досить близьким, щоб уповільнити його і вивести його на орбіту.
Відомий як метод «Перенесення Гомана», цей тип маневру, як відомо, є ефективним. Але це також досить дорого і дуже сильно покладається на терміни. Отже, пропонується нова ідея, яка передбачає відправлення космічного корабля на орбітальний шлях Марса, а потім чекання, поки Марс підійде і зачерпне його.
Це те, що відоме як «Баллістичне захоплення», нова методика, запропонована професором Франческо Топпуто з Міланського політехнічного інституту та Едуардом Белбруно, асоційованим дослідником у Принстонському університеті та колишнім співробітником лабораторії реактивного руху NASA.
У своєму дослідницькому документі, який був опублікований в arXiv Astrophysics наприкінці жовтня, вони окреслили переваги цього методу порівняно з традиційними. Окрім скорочення витрат на пальне, балістичний захват також забезпечив би певну гнучкість у запуску вікон.
В даний час запуски між Землею та Марсом обмежені періодом, коли обертання між двома планетами є якраз правильним. Пропустіть це вікно, і вам доведеться чекати ще 26 місяців, щоб прийшов новий.
У той же час, відправка ракети в космос через величезну затоку, яка розділяє орбіту Землі та Марса, а потім стрілянину в протилежному напрямку, щоб сповільнити, потребує великої кількості палива. Це в свою чергу означає, що космічний апарат, відповідальний за перевезення супутників, роверів та (один день) космонавтів, повинен бути більшим і складнішим, а значить, і дорожчим.
Як Белбруно розповів Space Magazine електронною поштою: "Цей новий клас переказів є дуже перспективним для того, щоб дати новий підхід до майбутніх місій на Марсі, які повинні знизити вартість та ризик. Цей новий клас передач повинен застосовуватися до всіх планет. Це повинно дати всілякі нові можливості для місій ».
Ідею вперше запропонував Белбруно, працюючи в JPL, де він намагався придумати чисельні моделі для малоенергетичних траєкторій. "Я вперше придумав ідею балістичного захоплення на початку 1986 року, коли працював над дослідженням JPL під назвою LGAS (Lunar Get Away Special)", - сказав він. "Це дослідження передбачало виведення крихітного електричного космічного корабля на 100 кг на орбіту навколо Місяця, який вперше був викинутий із спеціального каністра" Відійдіть "у космічному човні".
Тест LGAS не мав надзвичайного успіху, як минуло б два роки, перш ніж він потрапив на Місяць. Але в 1990 році, коли Японія хотіла врятувати свого невдалого місячного орбіталя, Хітен, він подав пропозиції щодо спроби балістичного захоплення, які були швидко включені в місію.
"Час польоту для цього був 5 місяців", - сказав він. "Він був успішно використаний у 1991 році для того, щоб потрапити на Хітона до Місяця". І з цього часу дизайн LGAS використовувався для інших місячних місій, включаючи місію ESA SMART-1 у 2004 році та місію NASA GRAIL у 2011 році.
Але саме в майбутніх місіях, які передбачають набагато більшу відстань і витрати пального, Белбруно вважав, що найбільше виграє від цього методу. На жаль, ідея зустріла деякий опір, оскільки жодна місія не виглядала добре підходящою до техніки.
"Починаючи з 1991 року, коли японський Хітен використовував нову передачу балістичного захоплення на Місяць, вважалося, що знайти корисний для Марса неможливо через Марса, що значно більша відстань і його велику орбітальну швидкість навколо Сонця. Однак мені вдалося її знайти на початку 2014 року з колегою Франческо Топпуто ».
Зрозуміло, в новому методі є деякі недоліки. Для одного космічного корабля, відправленого попереду орбітального шляху Марса, знадобиться більше часу, щоб потрапити на орбіту, ніж той, який сповільнює себе для встановлення орбіти.
Крім того, метод передачі Гомана - перевірений часом і надійний. Одне з найуспішніших застосувань цього маневру відбулося ще у вересні, коли місія Орбітера на Марсі (МОМ) здійснила історичну орбіту навколо Червоної планети. Це було не тільки першим, коли азіатська нація досягла Марса, але також вперше будь-яке космічне агентство вийшло на орбіту Марса з першої спроби.
Тим не менш, можливості вдосконалення в порівнянні з існуючим способом відправки судна на Марс змусили людей в НАСА. Як заявив в інтерв'ю Джеймс Грін, директор відділу планетарних наук НАСА Науковий американський: "Це відкривачка для очей. Ця [балістична техніка захоплення] могла застосувати тут не лише робототехнічний кінець, але й кінець дослідження людини ".
Не дивуйтеся тоді, якщо майбутні місії на Марс або зовнішню Сонячну систему виконуватимуться з більшою гнучкістю та з більш чітким бюджетом.
