Πιστωτική εικόνα: NASA
Ο αστρονόμος της NASA Martin Lo έχει επεξεργαστεί αυτό που πιστεύει ότι είναι μια σειρά από μονοπάτια πτήσης χαμηλής ενέργειας που μπορεί να πάρει το διαστημικό σκάφος για να ελαχιστοποιήσει τα καύσιμα που χρειάζονται για να κινηθούν γύρω από το ηλιακό μας σύστημα. Κάθε πλανήτης και φεγγάρι έχουν πέντε σημεία κοντά τους, όπου η βαρύτητα ισορροπεί, που ονομάζεται σημεία Lagrange - συνδέοντας τα μαζί, ο Lo έχει επεξεργαστεί μονοπάτια που θα χρησιμοποιούν πολύ λίγα καύσιμα για να ταξιδέψουν από πλανήτη σε πλανήτη. Το πρώτο διαστημικό σκάφος που θα εκμεταλλευτεί τη δουλειά του θα είναι η αποστολή Genesis της NASA, η οποία θα συλλέξει ηλιακά σωματίδια και στη συνέχεια θα τα επιστρέψει στη Γη.
Ένας «αυτοκινητόδρομος» μέσω του ηλιακού συστήματος που μοιάζει με μια τεράστια γκάμα εικονικών σηράγγων και αγωγών γύρω από τον Ήλιο και πλανήτες, όπως οραματίστηκε ένας μηχανικός στο εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, Pasadena, Καλιφόρνια, μπορεί να μειώσει την ποσότητα καυσίμου που απαιτείται για το μελλοντικό χώρο αποστολές.
Ονομάζεται Interplanetary Superhighway, το σύστημα σχεδιάστηκε από τον Martin Lo, του οποίου το λογισμικό χρησιμοποιήθηκε για να βοηθήσει στη σχεδίαση της πτήσης για την αποστολή Genesis της NASA, η οποία επί του παρόντος χρησιμοποιεί αυτόν τον «αυτοκινητόδρομο στο διάστημα» στην αποστολή της να συλλέξει σωματίδια ηλιακού ανέμου για επιστροφή στη Γη .
Οι περισσότερες αποστολές έχουν σχεδιαστεί για να εκμεταλλευτούν τον τρόπο με τον οποίο η βαρύτητα τραβάει ένα διαστημικό σκάφος όταν κινείται από ένα σώμα όπως ένας πλανήτης ή ένα φεγγάρι. Η ιδέα του Lo εκμεταλλεύεται έναν άλλο παράγοντα, το τράβηγμα του Ήλιου στους πλανήτες ή το τράβηγμα ενός πλανήτη στα γύρω φεγγάρια του. Δυνάμεις από πολλές κατευθύνσεις σχεδόν ακυρώνουν η μία την άλλη, αφήνοντας μονοπάτια μέσα από τα πεδία βαρύτητας στα οποία μπορεί να ταξιδέψει το διαστημικό σκάφος.
Κάθε πλανήτης και φεγγάρι έχει πέντε θέσεις στο διάστημα που ονομάζονται σημεία Lagrange, όπου η βαρύτητα ενός σώματος ισορροπεί το άλλο. Το διαστημικό σκάφος μπορεί να περιστρέφεται εκεί καίγοντας πολύ λίγο καύσιμο. Για να βρει τον Διαπλανητικό Σούπερ Μίντγουεϊ, ο Λο χαρτογράφησε μερικά πιθανά μονοπάτια πτήσης μεταξύ των σημείων Lagrange, μεταβάλλοντας την απόσταση που θα διανύσει το διαστημικό σκάφος και πόσο γρήγορα ή αργά θα ταξιδέψει. Όπως τα νήματα στριμμένα μαζί για να σχηματίσουν ένα σχοινί, οι πιθανές διαδρομές πτήσης σχημάτισαν σωλήνες στο διάστημα. Ο Lo σχεδιάζει να χαρτογραφήσει αυτούς τους σωλήνες για ολόκληρο το ηλιακό σύστημα.
Η έρευνα του Lo βασίζεται στη θεωρητική εργασία που ξεκίνησε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Γάλλο μαθηματικό Henri Poincar ;. Το 1978, ο Διεθνής Sun-Earth Explorer 3 της NASA ήταν η πρώτη αποστολή που χρησιμοποίησε τροχιές χαμηλής ενέργειας γύρω από ένα σημείο Lagrange. Αργότερα, χρησιμοποιώντας μονοπάτια χαμηλής ενέργειας μεταξύ της Γης και της Σελήνης, οι ελεγκτές στο Goddard Space Flight Center της NASA, Greenbelt, Md., Έστειλαν το διαστημικό σκάφος στην πρώτη συνάντηση με έναν κομήτη, τον κομήτη Giacobini-Zinner, το 1985.
Το 1991, μια άλλη μέθοδος ανάλυσης τροχιών χαμηλής ενέργειας χρησιμοποιήθηκε από μηχανικούς της JPL και της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Διαστήματος για να επιτρέψει στην ιαπωνική αποστολή Hiten να φτάσει στη Σελήνη. Εμπνευσμένο από αυτό το πρωτοποριακό έργο και έρευνα που διεξήχθη από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης, ο Lo συνέλαβε τη θεωρία του Διαπλανητικού Superhighway.
Ο Lo και οι συνάδελφοί του έχουν μετατρέψει τα υποκείμενα μαθηματικά του Interplanetary Superhighway σε ένα εργαλείο σχεδιασμού αποστολής που ονομάζεται "LTool", χρησιμοποιώντας μοντέλα και αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν στο Purdue University, West Lafayette, Ind. Το νέο LTool χρησιμοποιήθηκε από μηχανικούς της JPL για να επανασχεδιάσουν την πτήση διαδρομή για την αποστολή Genesis να προσαρμοστεί σε μια αλλαγή στις ημερομηνίες κυκλοφορίας. Το Genesis κυκλοφόρησε τον Αύγουστο του 2001.
Η διαδρομή πτήσης σχεδιάστηκε για το διαστημικό σκάφος να αφήσει τη Γη και να ταξιδέψει σε τροχιά γύρω από το σημείο Lagrange. Μετά από πέντε βρόχους γύρω από αυτό το σημείο Lagrange, το διαστημικό σκάφος θα πέσει έξω από την τροχιά χωρίς ελιγμούς και στη συνέχεια θα περάσει από τη Γη σε ένα σημείο Lagrange στην αντίθετη πλευρά του πλανήτη. Τέλος, θα επιστρέψει στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης για να ρίξει τα δείγματα του ηλιακού ανέμου στην έρημο της Γιούτα.
«Ο Genesis δεν θα χρειαζόταν καθόλου καύσιμο σε έναν τέλειο κόσμο», είπε ο Lo. «Αλλά επειδή δεν μπορούμε να ελέγξουμε τις πολλές μεταβλητές που συμβαίνουν καθ 'όλη τη διάρκεια της αποστολής, πρέπει να κάνουμε κάποιες διορθώσεις καθώς ο Genesis ολοκληρώνει τους βρόχους του γύρω από ένα σημείο της Γης Lagrange. Η εξοικονόμηση καυσίμου μεταφράζεται σε μια καλύτερη και φθηνότερη αποστολή. "
Ο Lo πρόσθεσε, «Αυτή η ιδέα δεν εγγυάται την εύκολη πρόσβαση σε κάθε μέρος του ηλιακού συστήματος. Ωστόσο, μπορώ να φανταστώ ένα μέρος όπου θα μπορούσαμε να κατασκευάσουμε και να εξυπηρετήσουμε επιστημονικές πλατφόρμες γύρω από ένα από τα σημεία της Σελήνης Lagrange. Δεδομένου ότι τα σημεία Lagrange είναι ορόσημα για το Interplanetary Superhighway, ενδέχεται να είμαστε σε θέση να απομακρύνουμε το διαστημικό σκάφος από και προς τέτοιες πλατφόρμες. " Μια ομάδα στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον, σε συνεργασία με την Ομάδα Εξερεύνησης της NASA, προτείνει κάποια μέρα να χρησιμοποιήσει τον Διαπλανητικό Υπερυψωμένο δρόμο για μελλοντικές ανθρώπινες διαστημικές αποστολές.
«Το έργο του Lo έχει οδηγήσει σε σημαντικές ανακαλύψεις στην απλοποίηση των ιδεών της αποστολής για την ανθρώπινη και ρομποτική εξερεύνηση πέρα από την τροχιά χαμηλής γης», δήλωσε ο Doug Cooke, διευθυντής του Johnson's Advanced Development Office. "Αυτές οι απλοποιήσεις έχουν ως αποτέλεσμα λιγότερα διαστημικά οχήματα που απαιτούνται για ένα ευρύ φάσμα επιλογών αποστολής."
Οι εργασίες για το διαπλανητικό Superhighway για σχεδιασμό διαστημικής αποστολής προτάθηκαν για ένα βραβείο Discover Innovation από τους εκδότες του περιοδικού Discover και ένα εξωτερικό πάνελ εμπειρογνωμόνων.
Το JPL διοικείται για τη NASA από το California Institute of Technology, Pasadena. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αποστολή Genesis, επισκεφθείτε το Διαδίκτυο στη διεύθυνση: http://www.genesismission.org/.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων NASA / JPL
