Kun lähetetään avaruusalusta Marsiin, nykyinen, suositeltuin menetelmä sisältää avaruusaluksen ampumisen kohti Marsia täysnopeudella, jarrutusliikkeen suorittamisen heti, kun alus on tarpeeksi lähellä hidastaa sitä ja vie sen kiertoradalle.
Tämän Hohmann Transfer -menetelmänä tunnetun tyyppisen liikkumisen tiedetään olevan tehokas. Mutta se on myös melko kallis ja riippuu suuresti ajoituksesta. Siksi miksi ehdotetaan uutta ideaa, joka käsittää avaruusaluksen lähettämisen Marsin kiertoradan eteen ja odottavan sitten Marsin tulevan eteenpäin ja etsimään sitä.
Tätä kutsutaan nimellä “Ballistic Capture”, uusi tekniikka, jonka ovat ehdottaneet Milanon ammattikorkeakoulun professori Francesco Topputo ja Princetonin yliopiston vieraileva tutkija Edward Belbruno, entinen NASA: n suihkumoottorilaboratorion jäsen.
ArXiv Astrophysics -sivustolla lokakuun lopulla julkaistussa tutkimuspaperissaan he esittelivät tämän menetelmän hyötyjä perinteisiin verrattuna. Polttoainekustannusten vähentämisen lisäksi ballistinen kaappaus tarjoaisi myös joustavuutta ikkunoiden käynnistämisessä.
Tällä hetkellä maan ja Marsin väliset laukaisut on rajoitettu ajanjaksoon, jolloin kahden planeetan välinen kierto on juuri oikea. Ohita tämä ikkuna, ja sinun on odotettava vielä 26 kuukautta uuden tuloaikaan.
Samalla raketin lähettäminen avaruuteen valtavan kuilun läpi, joka erottaa Maan ja Marsin kiertoradan, ja sitten potkurien ampuminen vastakkaiseen suuntaan hidastaakseen vaatii paljon polttoainetta. Tämä puolestaan tarkoittaa, että satelliittien, roverien ja (yhden päivän) astronautien kuljettamisesta vastaavan avaruusaluksen on oltava suurempi ja monimutkaisempi ja siten kalliimpi.
Kuten Belbruno kertoi Space Magazinelle sähköpostitse: ”Tämä uusi siirtoluokka on erittäin lupaava antaa uuden lähestymistavan tuleviin Mars-operaatioihin, joiden pitäisi alentaa kustannuksia ja riskejä. Tätä uutta siirtoluokkaa tulisi soveltaa kaikille planeetoille. Tämän pitäisi antaa kaikenlaisia uusia mahdollisuuksia operaatioille. ”
Belbruno ehdotti ideaa ensin työskennellessään JPL: llä, jossa hän yritti laatia numeerisia malleja vähän energiaa kuluttaville suuntauksille. "Tulin ensimmäisen kerran ajatukseen ballistisesta sieppauksesta jo vuoden 1986 alussa työskennellessäni JPL-tutkimuksessa nimeltään LGAS (Lunar Get Away Special)", hän sanoi. "Tämä tutkimus sisälsi pienen 100 kg: n aurinkosähköisen avaruusaluksen asettamisen kiertoradalle Kuun ympärille, joka ensin työnnettiin" Get Away Special "-kapselista avaruussukkulalle."
LGAS-testi ei ollut huomattava menestys, koska se olisi kaksi vuotta ennen kuin se pääsi Kuuhun. Mutta vuonna 1990, kun Japani yritti pelastaa heidän epäonnistuneen kuun kiertäjän, Hitenin, hän esitti ballistisen sieppausyrityksen ehdotukset, jotka sisällytettiin nopeasti operaatioon.
"Tämän lentoaika oli 5 kuukautta", hän sanoi. "Sitä käytettiin menestyksekkäästi vuonna 1991 Hitenin saattamiseen kuuhun." Ja siitä lähtien LGAS-mallia on käytetty muihin kuunoperaatioihin, mukaan lukien ESAn SMART-1-operaatio vuonna 2004 ja NASA: n GRAIL-operaatio vuonna 2011.
Mutta tulevaisuuden operaatioissa, joihin liittyy paljon suurempia etäisyyksiä ja polttoainekustannuksia, Belbruno katsoi hyötyvän parhaiten tästä menetelmästä. Valitettavasti idea vastusti jonkin verran, koska mikään tehtävä ei vaikuttanut sopivan tekniikkaan.
”Vuodesta 1991 lähtien, kun japanilainen Hiten käytti uutta ballistisen sieppauksen siirtämistä Kuuhun, koettiin, että Marsille hyödyllisen löytäminen ei ollut mahdollista Marsin pidemmän etäisyyden ja sen korkean kiertonopeuden takia Auringosta. Pystyin kuitenkin löytämään sellaisen vuoden 2014 alussa kollegani Francesco Topputon kanssa. ”
Myönnetään, että uudella menetelmällä on joitain haittoja. Yhden osalta Marsin kiertoradalla eteenpäin lähetetty avaruusalusta kesti kiertoradalla kauemmin kuin sellainen, joka hidastaa itseään kiertoradan muodostamisessa.
Lisäksi Hohmann Transfer -menetelmä on aikatestattu ja luotettava. Yksi tämän liikkeen menestyneimmistä sovelluksista tapahtui syyskuussa, kun Mars Orbiter Mission (MOM) teki historiallisen kiertoradallaan Punaisen planeetan ympärillä. Tämä ei ollut vain ensimmäinen kerta, kun aasialainen kansa saavutti Marsin, se oli myös ensimmäinen kerta, kun jokin avaruusjärjestö oli saavuttanut Marsin kiertoradan ensimmäisellä kokeilulla.
Siitä huolimatta mahdollisuudet parantaa nykyistä menetelmää lähettää alus Marsiin ovat NASA: n ihmiset innostuneita. Kuten NASA: n planeettatieteellisen osaston johtaja James Green sanoi haastattelussa Tieteellinen amerikkalainen: ”Se on silmien avaaja. Tätä [ballistista sieppaustekniikkaa] ei voitu soveltaa tässä vain robotin loppuun, vaan myös ihmisen etsinnän päähän. "
Älä ihmettele, jos tulevat Marsiin tai ulkoiseen aurinkokuntaan tehtävät tehtävät tehdään joustavammin ja tiukemmalla budjetilla.
