Los satélites del sistema solar son interesantes objetos de exploración.Especialmente satélites como Europa y Enceladus.Sus mares subterráneos son objetivos principales para encontrar vida.
Pero, ¿qué hay de enviar una nave espacial para visitar varios meses?La NASA está a punto de lanzar.Misión de lucíaVisita 8 asteroides separados.Si estoy en una misión de varios meses, ¿puedo hacer lo mismo?
Para que la nave espacial lo haga, tiene que hacer un pequeño baile con el infame problema de los tres cuerpos, lo que lo convierte en un compañero obstinado.Una nueva investigación sugiere una manera de hacer precisamente eso.
Misiones como Galileo y Cassini pudieron recopilar algunos datos sobre las lunas de Júpiter y Saturno.Sin embargo, hicieron un sobrevuelo remoto.Nunca orbitaron la luna.Enviar naves espaciales para visitar y orbitar otras lunas alrededor del mismo planeta es complicado debido a toda la gravedad involucrada.Las naves espaciales con propulsor ilimitado pueden entrar y salir de la órbita utilizando una fuerza indiscriminada.Pero los viajes espaciales no son así.Todo se lanza desde la Tierra en cohetes a un gran costo, y el combustible debe administrarse con cuidado.
Un nuevo estudio investiga cómo mover naves espaciales entre órbitas lunares sin usar combustible para interferir con su misión.El título de la tesis es “Diseño del movimiento entre vecinos de satélites planetarios en un problema circular restringido de tres cuerpos: el método analítico de transferencia de luna a luna.”El autor principal de este artículo es David Canales del Departamento de Aeronáutica y Espacio de la Universidad de Purdue.
El “problema de la tríada limitada de prototipos” es uno de los aspectos molestos de los viajes espaciales que requiere una solución más sólida.Al mover una nave espacial entre diferentes satélites.Los planetas, los satélites y las naves espaciales crean condiciones gravitatorias complejas que son difíciles de navegar.Especialmente cuando la luna se mueve a diferentes velocidades, en diferentes planos orbitales.
Mire este video para comprender mejor el problema de la tríada.
Su solución se llama método de transferencia analítica de luna a luna (MMAT).MMAT es “… Es una metodología general para mover una nave espacial entre las lunas” dentro del contexto del problema de tres cuerpos restringidos de un círculo.
“Usando un modelo simplificado, las restricciones analíticas pueden determinar de manera eficiente la movilidad de dos satélites diferentes que se mueven cerca de un planeta común.En particular, existe un vínculo entre las órbitas periódicas de estos dos satélites diferentes”, escriben.En su artículo, presentan dos estudios de caso del sistema de Júpiter y el sistema de Urano.
Los autores explican que otros investigadores han encontrado soluciones al problema de los tres cuerpos.Sin embargo, dicen que estas soluciones no son satisfactorias por varias razones.Por ejemplo, algunas soluciones asumen que los satélites están en órbita coplanar, pero esto puede no ser cierto.Algunas soluciones requieren demasiado combustible y limitan el diseño de la misión.Y algunas soluciones modeladas no son verdaderas cuando se modelan a resoluciones más altas.Dicen que la solución es “… Debe ajustarse de vez en cuando”.
Su método MMAT es más efectivo.Ellos lo llaman “… Es una metodología general alternativa para el diseño de transmisiones interlunares que se puede aplicar a un sistema dado”.
Las matemáticas específicas detrás del método MMAT están más allá del alcance de este artículo.Los lectores interesados pueden explorar el artículo directamente.Para el resto de nosotros, la conclusión del documento se explica mejor.
En conclusión, el autor ha dejado claro que el movimiento de luna a luna es una maniobra muy compleja.“Diseñar una trayectoria para el movimiento entre diferentes satélites que se mueven cerca de un planeta común es un equilibrio entre las diversas limitaciones, prioridades y requisitos que permiten el diseño de una trayectoria para una misión exitosa”.La solución consiste en utilizar un punto de libración en su sistema.
“El análisis está cerca de otros satélites.Admite el movimiento entre trayectorias del punto de libración de ”, escriben.
Una de las ventajas del sistema MMAT del autor es que no asume órbitas coplanares para satélites separados.Por esta razón, MMAT produce mejores soluciones que los métodos anteriores.ellos “… El método MMAT produce fases lunares que coinciden con la órbita lunar real dado que la luna está en su plano orbital real en un período de tiempo particular”.
MMAT parece crear una solución para visitar múltiples satélites que no requiere las mismas altas velocidades y largos tiempos de viaje que las soluciones anteriores.MMAT es “…Órbita de LyapunovUtiliza solo una maniobra, además de viajar entre órbitas de halo cerca de Ganímedes y Europa, y entre Titania y Oberón”.
ellos “… El método MMAT encuentra un movimiento de impulso rentable entre las principales lunas del sistema solar”.
Una misión a la luna helada está en la mente de la gente de la NASA y la ESA.ESAexplorador de la luna de hielo de júpiter(JUICE) está programado para lanzarse en agosto de 2022 y entrar en órbita alrededor de Ganímedes en septiembre de 2032. y la NASAClipper EuropaSu lanzamiento está programado para octubre de 2024. El Europa Clipper ni siquiera orbita alrededor de Europa.En cambio, orbitará Júpiter y realizará un sobrevuelo de la luna Europa.(Todavía haría algo de buena ciencia).
Si MMAT es efectivo, ¿cómo será la futura exploración del satélite galileano?¿Hay misiones más complejas para visitar más de una luna?
Cuando la NASA decide una misión, selecciona una misión de un grupo de propuestas de misión en competencia.Los no elegidos a veces se olvidan y, a veces, regresan y compiten de nuevo en formas más evolucionadas.Por ejemplo, la NASA anunció recientemente dos misiones a Venus.Da Vinci+YVeritas.Pero su elección significó que se perdieron otra misión a la luna Io de Júpiter.Esa misión se llamaVigilante del volcán Io(IVO.)
Pero las cosas serán diferentes en el futuro si la NASA y otras agencias espaciales pueden dominar el uso de MMAT para mover naves espaciales entre las lunas.Se puede enviar una nave espacial para inspeccionar varios satélites galileanos.Las misiones como las misiones JUICE e IVO de la NASA podrían combinarse de alguna manera y IVO no sería degradado.
MMAT no simplifica las misiones multilunares.Hay complejidad y caos por todos lados.
Pero puede hacerlos factibles.
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