Pri odosielaní kozmickej lode na Mars je súčasná, uprednostňovaná metóda, vystrelenie kozmickej lode na Mars pri plnej rýchlosti a potom vykonanie brzdiaceho manévru, keď je loď dostatočne blízko, aby ju spomalila a priviedla na obežnú dráhu.
Tento spôsob manévrovania, známy ako metóda „Hohmann Transfer“, je známy ako účinný. Je to však tiež dosť drahé a veľmi sa spolieha na načasovanie. Preto sa navrhuje nový nápad, ktorý by zahŕňal vyslanie kozmickej lode pred orbitálnu dráhu Marsu a potom čakanie, kým Mars príde a naberie ju.
Toto je známe ako „balistický záchyt“, novú techniku, ktorú navrhli profesor Francesco Topputo z polytechnického inštitútu v Miláne a Edward Belbruno, hosťujúci pridružený výskumný pracovník na Princetonskej univerzite a bývalý člen Jet Propulsion Laboratory NASA.
Vo svojich výskumných prácach, ktoré boli uverejnené koncom októbra v arXiv Astrofyzike, načrtli výhody tejto metódy oproti tradičným. Okrem znižovania nákladov na palivo by balistické snímanie tiež poskytovalo určitú flexibilitu, pokiaľ ide o otváranie okien.
V súčasnosti sú vypúšťania medzi Zemou a Marsom obmedzené na obdobie, v ktorom je rotácia medzi oboma planétami v poriadku. Vynechajte toto okno a musíte čakať ďalších 26 mesiacov, kým príde nový.
Súčasne si zaslanie rakety do vesmíru cez obrovský záliv, ktorý oddeľuje obežnú dráhu Zeme a Marsu, a potom vypálenie rakiet v opačnom smere na spomalenie vyžaduje veľké množstvo paliva. To zase znamená, že kozmická loď zodpovedná za prepravu satelitov, roverov a (jeden deň) astronautov musí byť väčšia a zložitejšia, a teda drahšia.
Ako povedal Belbruno prostredníctvom časopisu Space Magazine e-mailom: „Táto nová trieda prevodov je veľmi sľubná pre poskytnutie nového prístupu k budúcim misiám na Marse, ktorý by mal znížiť náklady a riziko. Táto nová trieda prevodov by sa mala vzťahovať na všetky planéty. To by malo misiám poskytnúť všetky nové možnosti. ““
Táto myšlienka bola prvýkrát navrhnutá Belbrunom, keď pracoval pre JPL, kde sa snažil prísť s numerickými modelmi pre nízkoenergetické trajektórie. "Prvýkrát som prišiel s myšlienkou balistického zajatia začiatkom roku 1986, keď som pracoval na štúdii JPL s názvom LGAS (Lunar Get Away Special)," uviedol. "Táto štúdia zahŕňala umiestnenie malej solárnej kozmickej lode s hmotnosťou 100 kg na obežnú dráhu okolo Mesiaca, ktorá bola prvýkrát vypustená zo špeciálneho kanistra Get Away na raketopláne."
Test LGAS nebol výrazným úspechom, pretože by to boli dva roky predtým, ako sa dostal na Mesiac. Ale v roku 1990, keď sa Japonsko snažilo zachrániť neúspešný lunárny orbiter, Hiten, predložil návrhy na pokus o balistický záchyt, ktorý sa rýchlo začlenil do misie.
"Čas letu pre tento bol 5 mesiacov," povedal. "Úspešne sa použil v roku 1991 na to, aby sa Hiten dostal na Mesiac." Odvtedy sa dizajn LGAS používa na ďalšie lunárne misie, vrátane misie ESA SMART-1 v roku 2004 a misie NASA GRAIL v roku 2011.
Ale práve v budúcich misiách, ktoré zahŕňajú oveľa väčšie vzdialenosti a výdavky na palivo, by Belbruno cítil, že by z tejto metódy najviac prospelo. Táto myšlienka sa, žiaľ, stretla s určitým odporom, keďže sa nejavili žiadne misie, ktoré by boli pre túto techniku vhodné.
„Už od roku 1991, keď japonský Hiten použil nový prenos balistických záchytov na Mesiac, sa zdalo, že nájdenie užitočného pre Mars nebolo možné kvôli oveľa dlhšej vzdialenosti na Marse a jeho vysokej orbitálnej rýchlosti okolo Slnka. Začiatkom roku 2014 som sa však s kolegom Francescom Topputoom podarilo nájsť. “
Nová metóda má určité nevýhody. Jednako, kozmická loď vyslaná pred orbitálnu dráhu Marsu by trvala dlhšie, než by sa dostala na obežnú dráhu, ako je ten, ktorý sa spomalí, aby sa vytvorila obežná dráha.
Okrem toho je metóda Hohmann Transfer časom overená a spoľahlivá. Jedno z najúspešnejších aplikácií tohto manévru sa stalo v septembri, keď sa Mars Orbiter Mission (MOM) vydala na historickú obežnú dráhu okolo Červenej planéty. To nielenže predstavovalo prvýkrát, keď sa ázijský národ dostal na Mars, bolo to tiež prvýkrát, čo ktorákoľvek vesmírna agentúra dosiahla orbitu Mars pri prvom pokuse.
Napriek tomu možnosti zlepšenia súčasného spôsobu zasielania plavidiel na Mars ľudí v NASA nadchli. Ako povedal James Green, riaditeľ divízie planetárnej vedy NASA, v rozhovore pre Scientific American: „Je to otvárač očí. Táto [technika balistického zajatia] sa tu mohla vzťahovať nielen na jej robotický koniec, ale aj na koniec ľudského skúmania. “
Nebuďte prekvapení, ak sa nadchádzajúce misie na Mars alebo vonkajšiu slnečnú sústavu vykonávajú s väčšou flexibilitou a za prísnejšieho rozpočtu.
