Un om de ştiinţă a găsit întâmplător “o scurtătură” către Marte care ar putea reduce timpul de călătorie la jumătate

Un nou studiu sugerează că datele cu privire la traiectoriile asteroizilor ar putea ajuta la proiectarea unor misiuni mai rapide spre Marte, reducând potenţial timpul de călătorie dus-întors la mai puţin de un an, transmite miercuri Live Science.

Astfel, astronauţii ar putea finaliza o călătorie dus-întors spre Marte în mai puţin de un an, reducând potenţial la jumătate termenele actuale ale misiunilor, potrivit noului studiu inspirat din traiectoriile asteroizilor.

Conform profilurilor actuale ale misiunilor, o călătorie psre Marte, care este situată cu aproximativ 50% mai departe de Soare decât Pământul, durează aproximativ şapte până la zece luni. Deoarece Pământul şi Marte se aliniază pentru transferuri eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil doar la fiecare 26 de luni, astronauţii trebuie să aştepte o fereastră de întoarcere, prelungind o călătorie completă dus-întors la aproape trei ani.

Cu toate acestea, noile descoperiri, publicate online în revista Acta Astronautica în aprilie, sugerează că estimările orbitale timpurii, imprecise, ale asteroizilor din apropierea Pământului – care au fost folosite în mod tradiţional pentru a evalua riscurile de impact, înainte de a fi abandonate în favoarea unor date mai precise – ar putea conţine indicii geometrice valoroase pentru proiectarea unor rute interplanetare Pământ-Marte mai rapide.

“Poate că acest lucru va schimba ideea că avem nevoie de mai mult de doi ani pentru a merge pe Marte şi a ne întoarce”, a declarat pentru Live Science autorul studiului, Marcelo de Oliveira Souza, cosmolog la Universitatea de Stat din Rio de Janeiro, Brazilia.

Souza a ajuns la această idee în 2015, când studia asteroizii din apropierea Pământului. Un obiect în special, 2001 CA21, i-a atras atenţia deoarece estimările timpurii sugerau că urma o traiectorie rară care traversa atât zona orbitală a Pământului, cât şi cea a lui Marte.

Deşi măsurătorile ulterioare au rafinat traiectoria reală a asteroidului, geometria sa iniţială în timpul opoziţiei din octombrie 2020 – când planetele Pământ şi Marte erau aliniate pe aceeaşi parte a Soarelui şi cel mai apropiate una de cealaltă pe orbitele lor – a sugerat posibilitatea unor rute “ultra-scurte” între cele două planete, a remarcat Souza în lucrare.

“Aceasta a fost o surpriză pentru mine. Nu căutam acest lucru”, a declarat el pentru Live Science.

Pe măsură ce tot mai multe observaţii le permit astronomilor să rafineze orbita unui asteroid, acele traiectorii timpurii se schimbă, astfel încât cineva care o analizează ulterior nu ar fi văzut aceeaşi cale, a adăugat Souza. “Poate că am fost la locul potrivit la momentul potrivit”, a spus el.

Pentru opoziţia din octombrie 2020, calculele lui Souza au arătat că o călătorie foarte rapidă, de aproximativ 34 de zile, de la Pământ la Marte este geometric posibilă dacă o navă spaţială urmează o traiectorie similară cu planul orbital timpuriu al asteroidului 2001 CA21.

Totuşi, o astfel de traiectorie ar necesita viteze de plecare de aproximativ 32,5 kilometri pe secundă, mult peste capacităţile actuale ale rachetelor, iar o navă spaţială ar ajunge pe Marte călătorind cu aproximativ 108.000 km/h – prea repede pentru ca sistemele de asolizare existente să o poată gestiona în siguranţă, a remarcat Souza în lucrare.

În schimb, Souza a folosit geometria inspirată de asteroizi pentru a explora posibile călătorii în timpul viitoarelor opoziţii ale lui Marte în 2027, 2029 şi 2031. Folosind o metodă standard pentru calcularea traiectoriilor între două puncte din spaţiu (numită analiza Lambert) şi constrângând aceste traiectorii să rămână la aproximativ 5 grade de înclinarea orbitală a asteroidului, Souza a descoperit că doar alinierea din 2031 oferea o oportunitate viabilă pentru o călătorie rapidă folosind tehnologia disponibilă pe termen scurt.

În acea fereastră, o misiune dus-întors de la Pământ la Marte ar putea fi finalizată în doar 153 de zile, sau aproximativ cinci luni, potrivit studiului.

În acest scenariu, o navă spaţială ar pleca de pe Pământ pe 20 aprilie 2031, cu o viteză de aproximativ 27 de kilometri pe secundă, ar ajunge pe Marte până pe 23 mai, după o călătorie de 33 de zile, ar petrece aproximativ 30 de zile pe suprafaţă, ar pleca pe 22 iunie şi s-ar întoarce pe Pământ până pe 20 septembrie, traseul de întoarcere durând aproximativ 90 de zile.

Souza a identificat, de asemenea, o alternativă cu consum energetic mai scăzut în aceeaşi fereastră, necesitând o lansare cu o viteză de aproximativ 16,5 kilometri pe secundă pentru o misiune care durează aproximativ 226 de zile, adică aproximativ 7,5 luni – încă semnificativ mai scurtă decât termenele actuale ale misiunilor.

Totuşi, conceptul rămâne în mare parte teoretic şi ar depinde în mare măsură de specificul misiunii – inclusiv proiectarea navei spaţiale, masa sarcinii utile şi capacităţile de propulsie – toate acestea ar influenţa fezabilitatea unor astfel de transferuri rapide în practică.

Metoda, însă, s-ar putea dovedi utilă ca o modalitate de a restrânge căutarea unor traiectorii viabile. Vitezele necesare sunt comparabile cu cele atinse de misiuni precum New Horizons – sonda NASA care, atunci când a fost lansată în 2006 într-o misiune de a survola Pluto cu 16,26 kilometri pe secundă, a fost cel mai rapid obiect lansat vreodată de pe Pământ.

Asemenea traiectorii de mare viteză ar putea fi accesibile rachetelor de generaţie următoare, cum ar fi Starship de la SpaceX sau New Glenn de la Blue Origin, a declarat Souza pentru Live Science.

sursa Agerpres