Crédito de imagem: NASA
O astrônomo da NASA, Martin Lo, descobriu o que ele acredita ser uma série de rotas de vôo de baixa energia que as naves espaciais podem adotar para minimizar o combustível necessário para se movimentar em nosso sistema solar. Cada planeta e lua tem cinco pontos próximos a eles, onde a gravidade se equilibra, chamados pontos de Lagrange - ao conectá-los em rede, Lo elaborou caminhos que usarão muito pouco combustível para viajar de planeta para planeta. A primeira espaçonave a tirar vantagem de seu trabalho será a missão Genesis da NASA, que coletará partículas solares e as retornará de volta à Terra.
Uma “via expressa” através do sistema solar que se assemelha a uma vasta gama de túneis e conduítes virtuais em torno do Sol e dos planetas, conforme imaginada por um engenheiro do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, pode reduzir a quantidade de combustível necessária para o espaço futuro missões.
Chamado de Superestrada Interplanetária, o sistema foi concebido por Martin Lo, cujo software foi usado para ajudar a projetar a trajetória de vôo da missão Genesis da NASA, que atualmente está usando essa "via expressa no espaço" em sua missão de coletar partículas de vento solar para retornar à Terra. .
A maioria das missões é projetada para tirar vantagem da maneira como a gravidade puxa uma nave espacial quando ela oscila por um corpo como um planeta ou lua. O conceito de Lo aproveita outro fator, a atração do Sol nos planetas ou a atração do planeta em suas luas próximas. Forças de várias direções quase se anulam, deixando caminhos através dos campos de gravidade nos quais a espaçonave pode viajar.
Cada planeta e lua tem cinco locais no espaço chamados pontos Lagrange, onde a gravidade de um corpo equilibra a de outro. Nave espacial pode orbitar lá enquanto queima muito pouco combustível. Para encontrar a Superestrada Interplanetária, Lo mapeou algumas rotas de vôo possíveis entre os pontos de Lagrange, variando a distância que a espaçonave percorreria e a velocidade ou velocidade da viagem. Como fios torcidos juntos para formar uma corda, as possíveis trajetórias de vôo formavam tubos no espaço. Lo planeja mapear esses tubos para todo o sistema solar.
A pesquisa de Lo é baseada no trabalho teórico iniciado no final do século XIX pelo matemático francês Henri Poincar ?. Em 1978, o International Sun-Earth Explorer 3 da NASA foi a primeira missão a usar órbitas de baixa energia em torno de um ponto de Lagrange. Mais tarde, usando caminhos de baixa energia entre a Terra e a Lua, os controladores do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, enviaram a sonda ao primeiro encontro com um cometa, o cometa Giacobini-Zinner, em 1985.
Em 1991, outro método de análise de órbitas de baixa energia foi usado por engenheiros da JPL e da Agência Espacial Japonesa para permitir que a missão Hiten japonesa chegasse à Lua. Inspirado por esse trabalho pioneiro e pesquisa realizada por cientistas da Universidade de Barcelona, Lo concebeu a teoria da Superestrada Interplanetária.
Lo e seus colegas transformaram a matemática subjacente da Rodovia Interplanetária em uma ferramenta para o design de missões chamada “LTool”, usando modelos e algoritmos desenvolvidos na Universidade Purdue, West Lafayette, Ind. O novo LTool foi usado pelos engenheiros do JPL para reprojetar o vôo caminho para a missão Genesis se adaptar a uma mudança nas datas de lançamento. Genesis lançado em agosto de 2001.
A trajetória de vôo foi projetada para a sonda deixar a Terra e viajar para orbitar o ponto Lagrange. Após cinco voltas ao redor deste ponto Lagrange, a espaçonave cairá da órbita sem nenhuma manobra e passará pela Terra para um ponto Lagrange no lado oposto do planeta. Finalmente, ele retornará à atmosfera superior da Terra para deixar suas amostras de vento solar no deserto de Utah.
"O Genesis não precisaria usar combustível em um mundo perfeito", disse Lo. “Mas como não podemos controlar as muitas variáveis que ocorrem ao longo da missão, precisamos fazer algumas correções quando o Genesis concluir seus loops em torno de um ponto da Terra em Lagrange. A economia no combustível se traduz em uma missão melhor e mais barata. ”
Lo acrescentou: “Esse conceito não garante fácil acesso a todas as partes do sistema solar. No entanto, posso imaginar um lugar onde possamos construir e prestar serviços de manutenção em plataformas de ciência em torno de um dos pontos de Lagrange da Lua. Como os pontos de Lagrange são pontos de referência para a Superestrada Interplanetária, podemos ser capazes de desviar naves espaciais de e para essas plataformas. ” Uma equipe do Johnson Space Center da NASA, em Houston, trabalhando com a Equipe de Exploração da NASA, propõe um dia usar a Superestrada Interplanetária para futuras missões espaciais humanas.
"O trabalho de Lo levou a avanços na simplificação dos conceitos de missão para exploração humana e robótica além da órbita baixa da Terra", disse Doug Cooke, gerente do Gabinete de Desenvolvimento Avançado de Johnson. "Essas simplificações resultam em menos veículos espaciais necessários para uma ampla gama de opções de missões".
O trabalho na Superestrada Interplanetária para o projeto de missões espaciais foi indicado ao prêmio Discover Innovation Award pelos editores da revista Discover e por um painel externo de especialistas.
O JPL é gerenciado para a NASA pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena. Para mais informações sobre a missão Genesis, visite a Internet em: http://www.genesismission.org/.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA / JPL
