Attēla kredīts: NASA
NASA astronoms Martins Lo ir izstrādājis, viņaprāt, virkni zemu enerģijas lidojumu trajektoriju, kuras kosmosa kuģi var veikt, lai samazinātu degvielu, kas nepieciešama pārvietošanai pa mūsu Saules sistēmu. Katrai planētai un mēnim ir pieci punkti, kas atrodas netālu no tā, kur līdzsvarojas gravitācija, ko sauc par Lagranža punktiem - savienojot tos kopā, Lo ir izstrādājis ceļus, kas patērēs ļoti maz degvielas, lai ceļotu no planētas uz planētu. Pirmais kosmosa kuģis, kas izmantos sava darba priekšrocības, būs NASA Genesis misija, kas savāks saules daļiņas un pēc tam atgriezīs tās atpakaļ uz Zemes.
“Automaģistrāle” caur Saules sistēmu, kas atgādina plašu virtuālo tinumu tuneļu un kanālu klāstu ap Sauli un planētām, kā to paredzējis NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas inženieris Nases Pasadena, Kalifornijā, var samazināt nākotnes kosmosam nepieciešamo degvielas daudzumu. misijas.
Saukta par Starpplanētu superšoseju, sistēmu iecerēja Martins Lo, kura programmatūra tika izmantota, lai palīdzētu izveidot lidojuma trajektoriju NASA Genesis misijai, kura šobrīd izmanto šo “automaģistrāli kosmosā” savā misijā, lai savāktu saules vēja daļiņas atgriešanai uz Zemes. .
Lielākā daļa misiju ir izstrādātas, lai izmantotu to, kā gravitācija ievelk kosmosa kuģi, kad tas šūpojas pie kāda ķermeņa, piemēram, planētas vai mēness. Lo koncepcija izmanto citu faktoru priekšrocības - Saules vilkmi uz planētām vai planētas vilkmi uz tuvējiem pavadoņiem. Daudzu virzienu spēki gandrīz atceļ viens otru, atstājot celiņus pa gravitācijas laukiem, pa kuriem kosmosa kuģis var ceļot.
Katrai planētai un mēness ir piecas vietas kosmosā, ko sauc par Lagranža punktiem, kur viena ķermeņa gravitācija līdzsvaro cita stāvokli. Kosmosa kuģis var orbīt tur, sadedzinot ļoti maz degvielas. Lai atrastu starpplanētu superšoseju, Lo iezīmēja dažus iespējamos lidojuma maršrutus starp Lagranžas punktiem, mainot attālumu, kādu kosmosa kuģis novirzīs, un cik ātri vai lēni tas nobrauks. Līdzīgi kā pavedieni, kas savīti kopā, veidojot virvi, iespējamie lidojuma maršruti veidoja caurules kosmosā. Lo plāno plānot šīs caurules visai Saules sistēmai.
Lo pētījumu pamatā ir teorētiskais darbs, ko deviņpadsmitā gadsimta beigās sāka franču matemātiķis Henri Poincar ?. 1978. gadā NASA Starptautiskais Saules un Zemes pētnieks 3 bija pirmā misija, kas izmantoja zemas enerģijas orbītas ap Lagranžas punktu. Vēlāk, izmantojot zemas enerģijas ceļus starp Zemi un Mēnesi, NASA kontrolieri NAD Goddard kosmosa lidojumu centrā Greenbelt, Md., 1985. gadā nosūtīja kosmosa kuģi uz pirmo sastapšanos ar komētu, komētu Giacobini-Zinner.
1991. gadā JPL un Japānas kosmosa aģentūras inženieri izmantoja citu zemas enerģijas orbītu analīzes metodi, lai Japānas Hiten misija varētu sasniegt Mēnesi. Iedvesmojoties no šī novatoriskā darba un Barselonas universitātes zinātnieku veiktā pētījuma, Lo izstrādāja Starpplanētu superceļa teoriju.
Lo un viņa kolēģi ir pārvēruši Starpplanētu superšosejas pamata matemātiku par misijas plānošanas rīku ar nosaukumu “LTool”, izmantojot modeļus un algoritmus, kas izstrādāti Purdue universitātē, West Lafayette, Indija. Jauno LTool izmantoja JPL inženieri, lai pārveidotu lidojumu. ceļš Genesis misijai, lai pielāgotos izmaiņām sākuma datumos. Genesis sāka darboties 2001. gada augustā.
Lidojuma trajektorija bija paredzēta, lai kosmosa kuģis varētu pamest Zemi un ceļot uz Orbītas punktu Lagranža. Pēc piecām cilpām ap šo Lagranžas punktu kosmosa kuģis bez manevriem izkristīs no orbītas un tad caur Zemi nonāks Lagranža punktā planētas pretējā pusē. Visbeidzot, tā atgriezīsies Zemes augšējā atmosfērā, lai Jūtas tuksnesī nomestu savus saules vēja paraugus.
“Genesis nevainojamā pasaulē vispār nevajadzēs izmantot degvielu,” sacīja Lo. “Bet, tā kā mēs nevaram kontrolēt daudzos mainīgos, kas rodas misijas laikā, mums ir jāveic daži labojumi, kad Genesis pabeidz savas cilpas ap Zemes Lagranža punktu. Degvielas ietaupījums nozīmē labāku un lētāku misiju. ”
Lo piebilda: “Šī koncepcija negarantē vieglu piekļuvi ikvienai Saules sistēmas daļai. Tomēr es varu iedomāties vietu, kur mēs varētu izveidot un apkalpot zinātnes platformas ap vienu no Mēness Lagranža punktiem. Tā kā Lagranžas punkti ir starpplanētu superceļa orientieri, mēs, iespējams, varētu kosmosa kuģus manevrēt uz un no šādām platformām. ” NASA Džonsona kosmosa centra Hjūstonā komanda, kas sadarbojas ar NASA izpētes komandu, ierosina kādu dienu izmantot Starpplanētu superšoseju nākamajām cilvēku kosmosa misijām.
"Lo darbs ir novedis pie izrāvieniem, vienkāršojot cilvēku un robotu izpētes misiju koncepcijas ārpus zemeslodes orbītas," sacīja Džonsona uzlabotās attīstības biroja menedžeris Dougs Kuks. "Šie vienkāršojumi rada mazāk kosmosa transporta līdzekļu, kas nepieciešami plašam misijas iespēju klāstam."
Darbs pie Starpplanētu superhighway kosmosa misijas projektēšanai tika nominēts žurnāla Discover redaktoru un ārēja ekspertu paneļa balvai Discover Innovation.
JPL NASA pārvalda Kalifornijas Tehnoloģiju institūts Pasadena. Lai iegūtu papildinformāciju par Genesis misiju, apmeklējiet internetu vietnē: http://www.genesismission.org/.
Oriģinālais avots: NASA / JPL ziņu izlaidums
