Ajungerea pe Lună pare, la prima vedere, o misiune relativ simplă: Pământul și satelitul său natural sunt vecini cosmici, iar între ei nu există alte planete care să complice traseul. În realitate însă, calculele necesare pentru o călătorie lunară sunt extrem de complexe, iar toate misiunile de până acum au consumat mai mult combustibil decât ar fi fost necesar, scrie antena3.ro.
O nouă cercetare arată că oamenii de știință au descoperit, după analizarea a aproximativ 24 de milioane de traiectorii diferite, cea mai eficientă rută de până acum pentru viitoarele misiuni către Lună.
Studiul a fost realizat de fizicieni de la Universitatea din Coimbra, din Portugalia, care au folosit o metodă matematică avansată pentru a analiza milioane de variante posibile de zbor între orbita joasă a Pământului și orbita lunară.
Fiecare metru pe secundă contează
În explorarea spațială, consumul de combustibil nu este măsurat direct în litri sau kilograme, ci prin modificarea vitezei necesare unei nave pentru a ajunge la destinație. Acest indicator poartă numele de delta-v (∆V) și este exprimat în metri pe secundă.
Noua rută identificată de cercetători necesită o modificare totală a vitezei de 3.925 m/s. Diferența față de cea mai eficientă variantă cunoscută anterior este de doar 66,7 m/s, adică mai puțin de 2%. Totuși, în domeniul spațial, chiar și o economie aparent minoră poate însemna tone de combustibil salvate.
Cercetătorii spun că reducerea consumului ar putea permite transportarea unor echipamente suplimentare sau, alternativ, lansarea unor rachete mai ușoare și mai ieftine.
Traseul optim nu este deloc direct
Deși instinctiv am crede că drumul cel mai scurt spre Lună este o linie aproape dreaptă, calculele arată altceva. Potrivit studiului, cea mai eficientă rută implică apropierea de punctul Lagrange L1 al sistemului Pământ-Lună.
Acest punct reprezintă o regiune în care gravitația Pământului și a Lunii se echilibrează, permițând obiectelor să rămână stabile cu un consum minim de energie.
Nava nu ar trebui să staționeze efectiv în acel punct, ci să execute o orbită specială în jurul lui, cunoscută sub numele de orbită Lyapunov. Cercetătorii au descoperit că cea mai avantajoasă abordare presupune ca nava să ocolească Luna și să ajungă la această orbită din exteriorul satelitului, efectuând manevre extrem de precise.
Un alt avantaj important este că apropierea de L1 permite menținerea comunicațiilor permanente atât cu Pământul, cât și cu Luna, spre deosebire de situațiile în care navele trec prin spatele Lunii și pierd semnalul.
Drumul economisește combustibil, dar durează mai mult
Există însă și un dezavantaj major: timpul. Traiectoria optimă descoperită de cercetători ar necesita aproape 32 de zile doar pentru transferul dintre orbita terestră și cea lunară, fără a include lansarea de pe Pământ sau aselenizarea propriu-zisă.
Pentru misiunile cu echipaj uman, o astfel de durată ar însemna necesitatea unor cantități suplimentare de hrană, apă și resurse vitale, ceea ce ar reduce din avantajele economiei de combustibil. În schimb, traseul ar putea fi ideal pentru transportul de echipamente sau marfă care nu necesită livrare rapidă.
Poziția Soarelui poate schimba totul
Autorii studiului avertizează că simulările au luat în calcul doar influența gravitațională a Pământului și a Lunii. În realitate, și Soarele poate modifica semnificativ traiectoriile spațiale.
Astfel, în anumite perioade și pentru anumite alinieri ale corpurilor cerești, ar putea exista variante chiar mai eficiente decât cea descoperită acum. Problema este că aceste oportunități apar doar în ferestre foarte scurte de timp.
Cercetătorii spun că, pentru fiecare zi de lansare, traseul trebuie recalculat aproape complet. Iar dacă o misiune este amânată din motive tehnice, toate calculele pot deveni inutile și trebuie refăcute de la zero.
Studiul a fost publicat în revista științifică Astrodynamics.
