Κατά την αποστολή διαστημικού σκάφους στον Άρη, η τρέχουσα, προτιμώμενη μέθοδος περιλαμβάνει τη λήψη διαστημικού σκάφους προς τον Άρη με πλήρη ταχύτητα και στη συνέχεια την εκτέλεση ελιγμών πέδησης όταν το πλοίο είναι αρκετά κοντά για να το επιβραδύνει και να το φέρει σε τροχιά.
Γνωστός ως μέθοδος "Hohmann Transfer", αυτός ο τύπος ελιγμών είναι γνωστός ότι είναι αποτελεσματικός. Αλλά είναι επίσης αρκετά ακριβό και βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο χρονοδιάγραμμα. Για το λόγο αυτό, προτείνεται μια νέα ιδέα, η οποία θα περιλαμβάνει την αποστολή του διαστημικού σκάφους μπροστά από το τροχιακό μονοπάτι του Άρη και, στη συνέχεια, να περιμένει τον Άρη να έρθει και να τον βρει.
Αυτό είναι γνωστό ως "Ballistic Capture", μια νέα τεχνική που προτάθηκε από τον καθηγητή Francesco Topputo του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου του Μιλάνου και τον Edward Belbruno, έναν επισκέπτη συνδεδεμένο ερευνητή στο Πανεπιστήμιο Princeton και πρώην μέλος του Jet Propulsion Laboratory της NASA.
Στο ερευνητικό τους έγγραφο, το οποίο δημοσιεύθηκε στο arXiv Astrophysics στα τέλη Οκτωβρίου, περιέγραψαν τα οφέλη αυτής της μεθόδου έναντι των παραδοσιακών. Εκτός από τη μείωση του κόστους των καυσίμων, η βαλλιστική σύλληψη θα παρέχει επίσης κάποια ευελιξία όσον αφορά την εκτόξευση παραθύρων.
Προς το παρόν, οι εκκινήσεις μεταξύ της Γης και του Άρη περιορίζονται σε περίοδο κατά την οποία η περιστροφή μεταξύ των δύο πλανητών είναι σωστή. Λείπει αυτό το παράθυρο και πρέπει να περιμένετε άλλους 26 μήνες για να εμφανιστεί ένα νέο.
Ταυτόχρονα, η αποστολή ενός πυραύλου στο διάστημα, μέσω του τεράστιου κόλπου που χωρίζει την τροχιά της Γης και του Άρη και, στη συνέχεια, πυροβολώντας προωστήρες προς την αντίθετη κατεύθυνση για επιβράδυνση, απαιτεί πολύ καύσιμο. Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι το διαστημικό σκάφος που είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά δορυφόρων, δρομολογητών και (μια μέρα) αστροναυτών πρέπει να είναι μεγαλύτερος και πιο περίπλοκος, και ως εκ τούτου πιο ακριβός.
Όπως είπε ο Belbruno στο Space Magazine μέσω email: «Αυτή η νέα κατηγορία μεταφορών είναι πολύ ελπιδοφόρα για την παροχή μιας νέας προσέγγισης στις μελλοντικές αποστολές του Άρη που θα πρέπει να μειώσουν το κόστος και τον κίνδυνο. Αυτή η νέα κατηγορία μεταφορών πρέπει να ισχύει για όλους τους πλανήτες. Αυτό θα πρέπει να παρέχει κάθε είδους νέες δυνατότητες για αποστολές. "
Η ιδέα προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Belbruno ενώ εργαζόταν για την JPL, όπου προσπαθούσε να βρει αριθμητικά μοντέλα για τροχιές χαμηλής ενέργειας. «Πρώτα βρήκα την ιδέα της βαλλιστικής σύλληψης στις αρχές του 1986 όταν εργαζόμουν σε μια μελέτη JPL που ονομάζεται LGAS (Lunar Get Away Special)», είπε. "Αυτή η μελέτη περιελάμβανε την τοποθέτηση ενός μικροσκοπικού ηλιακού ηλεκτρικού διαστημικού σκάφους 100 κιλών σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, το οποίο εκτοξεύτηκε για πρώτη φορά από ένα ειδικό κάνιστρο Get Away στο Διαστημικό λεωφορείο."
Το τεστ του LGAS δεν ήταν μια εξαιρετική επιτυχία, καθώς θα ήταν δύο χρόνια πριν φτάσει στη Σελήνη. Όμως το 1990, όταν η Ιαπωνία προσπαθούσε να σώσει τον αποτυχημένο σεληνιακό τροχιά τους, Hiten, υπέβαλε προτάσεις για μια προσπάθεια βαλλιστικής σύλληψης που ενσωματώθηκε γρήγορα στην αποστολή.
«Ο χρόνος πτήσης για αυτό ήταν 5 μήνες», είπε. «Χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία το 1991 για να φτάσει ο Χέτεν στη Σελήνη.» Και από τότε, ο σχεδιασμός LGAS έχει χρησιμοποιηθεί για άλλες σεληνιακές αποστολές, συμπεριλαμβανομένης της αποστολής SMART-1 της ESA το 2004 και της αποστολής GRAIL της NASA το 2011.
Αλλά σε μελλοντικές αποστολές, που περιλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις και δαπάνες καυσίμου, ο Belbruno θεώρησε ότι θα ωφεληθεί περισσότερο από αυτήν τη μέθοδο. Δυστυχώς, η ιδέα συναντήθηκε με κάποια αντίσταση, καθώς καμία αποστολή δεν ήταν κατάλληλη για την τεχνική.
«Από το 1991, όταν ο Hiten της Ιαπωνίας χρησιμοποίησε τη νέα μεταφορά βαλλιστικών συλλήψεων στη Σελήνη, θεωρήθηκε ότι η εύρεση χρήσιμης για τον Άρη δεν ήταν δυνατή λόγω του μεγάλου μήκους του Άρη και της υψηλής τροχιακής του ταχύτητας για τον Ήλιο. Ωστόσο, κατάφερα να βρω ένα στις αρχές του 2014 με τον συνάδελφό μου Francesco Topputo. "
Βεβαίως, υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα στη νέα μέθοδο. Για ένα, ένα διαστημικό σκάφος που στέλνεται μπροστά από το τροχιακό μονοπάτι του Άρη θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο για να μπει σε τροχιά από αυτό που επιβραδύνεται για να καθιερώσει τροχιά.
Επιπλέον, η μέθοδος Hohmann Transfer είναι δοκιμασμένη και αξιόπιστη. Μία από τις πιο επιτυχημένες εφαρμογές αυτού του ελιγμού πραγματοποιήθηκε τον Σεπτέμβριο, όταν η αποστολή Mars Orbiter (MOM) έκανε την ιστορική της τροχιά γύρω από τον Κόκκινο Πλανήτη. Αυτό δεν αποτελούσε μόνο την πρώτη φορά που ένα ασιατικό έθνος έφτασε στον Άρη, ήταν επίσης η πρώτη φορά που οποιοδήποτε διαστημικό πρακτορείο είχε επιτύχει τροχιά στον Άρη στην πρώτη προσπάθεια.
Παρ 'όλα αυτά, οι δυνατότητες βελτίωσης της τρέχουσας μεθόδου αποστολής σκαφών στον Άρη έχουν ενθουσιαστεί οι άνθρωποι στη NASA. Όπως είπε ο James Green, διευθυντής του τμήματος Πλανητικής Επιστήμης της NASA σε συνέντευξή του Επιστημονικός Αμερικανός: «Είναι ανοιχτό για τα μάτια. Αυτή η [τεχνική βαλλιστικής σύλληψης] δεν θα μπορούσε μόνο να εφαρμοστεί εδώ στο ρομποτικό άκρο της αλλά και στο τέλος της ανθρώπινης εξερεύνησης. "
Μην εκπλαγείτε τότε εάν οι επερχόμενες αποστολές στον Άρη ή στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα εκτελούνται με μεγαλύτερη ευελιξία και με αυστηρότερο προϋπολογισμό.
