O economie de combustibil de numai 58,80 m/s poate părea ridicol de mică. În spațiu, însă, fiecare metru pe secundă contează ca o avere. O echipă internațională de cercetători tocmai a găsit calea de a smulge această marjă din însăși geometria Universului – și a făcut-o printr-ocol.
Studiul publicat în revista Astrodynamics zguduieuna dintre cele mai vechi certitudini ale mecanicii orbitale. Calea clasică spre Lună trece printr-un punct de echilibru gravitational numit Lagrange L1, unde forțele Pământului și ale satelitului său se anulează.
Aproape toate modelele existente spuneau că, pentru a ajunge acolo cu cel mai mic consum, nava trebuie să se apropie de traiectorie dinspre Pământ.
Cercetătorii conduși de Allan Kardec de Almeida Júnior (Universitatea din Coimbra) au demonstrat, după 30 de milioane de simulări virtuale, că adevărul este exact pe dos. Soluția contraintuitivă pe care au descoperit-o implică un ocol.
Nava trebuie să treacă mai întâi cât mai aproape de Lună, apoi să revină pentru a intra în zona de tranzit din partea opusă – partea lunară.
În acest fel, forța gravitațională a Lunii acționează ca o frână naturală, ghidând vehiculul într-un mod pe care niciun inginer nu l-ar fi intuit fără puterea de calcul a noii metode matematice. Instrumentul care a făcut posibile aceste supercalcule se numește teoria conexiunilor funcționale.
Acolo unde abordările clasice se opresc după câteva sute de mii de variante testate, această tehnică a permis analiza a 30 de milioane de trasee diferite în timp record. Așa au ieșit la iveală soluții care rămăseseră invizibile.
Pe hârtie, câștigul total de 58,80 m/s la un cost total al călătoriei estimat la 3.342,96 m/s pare modest. În realitatea misiunilor spațiale, această marjă este colosală.
Fiecare metru pe secundă economisit reduce exponențial masa de combustibil pe care o rachetă trebuie să o smulgă din gravitația Pământului la decolare. Asta înseamnă mai mult loc pentru echipamente științifice sau o viață mai lungă pentru sateliți.
Dincolo de bani, ruta descoperită oferă un avantaj care ține de siguranța echipajului. Odată ajunsă pe orbita intermediară din jurul punctului L1, nava poate rămâne acolo la infinit cu un consum minim de control, așteptând momentul potrivit pentru a coborî spre Lună.
În tot acest timp, aliniamentul geometric garantează contactul radio permanent cu solul. „Misiunea Artemis 2, de exemplu, a pierdut temporar contactul cu Pământul pentru că se afla direct în spatele Lunii.
Orbita pe care o propunem este o soluție care garantează o comunicare neîntreruptă”, explică Vitor Martins de Oliveira, coautor al studiului. Până acum, modelul fizic a inclus doar Pământul și Luna. Cercetătorii recunosc că adăugarea gravitației Soarelui ar putea aduce economii și mai dramatice.
Partea dificilă: influența solară reduce fereastra de lansare la o singură secundă dintr-o anumită zi calendaristică. Din fericire, puterea noii metode matematice este de așa natură încât, în viitor, va putea genera aceste traiectorii ultra-optimizate pentru orice dată aleasă de agențiile spațiale.
