Ученые разрабатывают самый экономичный маршрут на Луну

Исследование, представленное в недавней статье по астродинамике, сообщает, что новый маршрут позволяет снизить расходы на топливо на 58,80 метров в секунду (м/с) по сравнению с известными расчетами. Команда использовала теорию функциональных связей, математическую основу, решающую задачи оптимизации без дорогостоящих компьютерных симуляций космических полетов. Исследователи смоделировали 30 миллионов различных маршрутов, сопоставляя свои расчеты с сотнями тысяч предыдущих симуляций других групп.

Алан Кардек де Алмейда Жуниор, ведущий автор исследования и исследователь из Университета Коимбры в Португалии, отметил в заявлении: «Каждый метр в секунду эквивалентен огромному количеству потребляемого топлива в условиях космических путешествий».

Путешествие по небесам

Отправка космического корабля на Луну не так проста, как поиск кратчайшего маршрута на карте. По данным NASA, планирование траектории полета требует учета множества факторов, таких как проектирование траектории, реконструкция орбит, отслеживание позиции и скорости космического корабля, прогнозирование его будущего пути и инструменты для управления кораблем в космосе.

Новое исследование не является всеобъемлющим решением, но предлагает отправную точку. Команда начала с построения двухэтапной траектории от орбиты Земли к Луне. Сначала корабль покидает Землю и входит в орбиту Луны вокруг точки Лагранжа L1, где гравитационные силы двух тел уравновешены. Это позволяет аппарату естественно дрейфовать по «вариате», что ведет к орбите L1 с экономией топлива.

Нетрадиционные решения

Симуляции показали, что самый экономичный маршрут противоречит существующим моделям. Текущие модели предполагают, что вход лучше осуществлять из точки, ближайшей к Земле, но новые симуляции указали на вход, более близкий к Луне.

Это снижает вероятность перебоев в связи, как пояснил Витор Мартинс де Оливейра, соавтор исследования и научный сотрудник Университета Коимбры. Он отметил, что подобная траектория позволяет поддерживать постоянную связь, чего не удалось добиться на миссии Artemis 2.

Необходима дальнейшая работа

Для реальной миссии потребуется более сложное планирование. Исследователи не утверждают, что их модель способна решать все задачи в одиночку. Например, симуляции учитывали только гравитацию Земли и Луны, игнорируя другие небесные тела. Предложенный маршрут не обязательно самый дешевый, но наиболее эффективный в части затрат.

Тем не менее, команда уверена, что этот метод может быть использован планировщиками миссий для выполнения большого количества симуляций. Каждая траектория должна быть адаптирована к конкретным деталям запуска. Алмейда отметил, что метод гибок и может быть принят более широко.

Отзывы