Исследователи из международной команды сделали прорыв в сфере космических путешествий, найдя самый дешевый на сегодняшний день маршрут для полетов между орбитами Земли и Луны. Новый подход позволяет значительно сократить затраты топлива, что является ключевым фактором для развития коммерческих и государственных миссий в космосе. Ведь именно потребность в топливе формирует значительную часть стоимости запусков и влияет на параметры ракеты еще на старте.
Об этом сообщает ProIT
Инновационный математический подход в расчетах траекторий
Обычно полеты на Луну осуществляются по прямым, энергозатратным маршрутам, подобным тем, которыми пользовались астронавты Apollo. Однако поиск альтернативных траекторий, которые потребляют меньше энергии, является непростой задачей из-за сложности гравитационных взаимодействий. Для ее решения ученые использовали современную теорию функциональных связей (Theory of Functional Connections), что позволило сократить объем необходимых вычислений и проанализировать более 30 миллионов возможных маршрутов между Землей и Луной. Благодаря этому алгоритму стало возможным выбрать наиболее экономичную траекторию для полета.
Открытие «потаемного» топливосберегающего маршрута
Традиционно космические корабли попадают на окололунную орбиту со стороны, ближайшей к Земле. Однако новая компьютерная модель показала, что если аппарат выбирает другой подход и входит в зону тяжести Луны с противоположной, «обратной» стороны, то получает больше гравитационного ускорения без дополнительных затрат топлива. Это открытие позволяет сэкономить около 58,8 м/с в характеристике delta-v по сравнению со всеми известными ранее эффективными траекториями.
В масштабах космических запусков даже незначительная экономия топлива может существенно повлиять на общую стоимость миссии, ведь каждый грамм во время старта рассчитывается с чрезвычайной точностью. Таким образом, найденный маршрут имеет большой потенциал для удешевления будущих запусков.
«Систематический анализ, который мы применили в своей работе, — это то, что в будущем можно будет внедрять гораздо шире для планирования межпланетных миссий», — отмечают авторы исследования в своей публикации в научном журнале Astrodynamics.
На данном этапе модель учитывала гравитационное влияние только Земли и Луны. Исследователи уже планируют расширить расчеты, добавив гравитацию Солнца. Это позволит открыть еще более эффективные и дешевые маршруты для будущих путешествий в глубокий космос.
Открытие оптимальной траектории в очередной раз подчеркивает, насколько гармонично устроен Вселенная, и что благодаря точным математическим подходам человечество способно находить простые решения для сверхсложных задач. Достижения ученых становятся еще одним шагом к раскрытию тайн космоса и эффективному использованию его ресурсов. Новый маршрут может стать основой для будущих миссий и помочь сделать освоение Луны и других объектов Солнечной системы более доступным для человечества.