Scarso carburante, ma bravo in astrofisica? È possibile visitare il sistema solare con meno di 30 dollari dell'Altairia al giorno utilizzando la rete di trasporto interplanetaria (ITN).
L'ITN si basa su manovre di assistenza alla gravità e su orbite di trasferimento di energia basse intorno e tra i punti di Lagrange. Usando l'ITN, è teoricamente possibile fare un giro del sistema solare con un consumo di carburante estremamente economico purché abbiate molta pazienza e non vi dispiaccia fare un percorso spesso tortuoso verso la vostra destinazione.
Se immagini l'intero sistema solare come un foglio di gomma che è deformato dai pozzi di gravità, i pianeti sono in realtà solo piccole depressioni di diverse profondità premute nei lati del pozzo di gravità sovrastante del Sole.
La cosa importante per questa storia è che i bordi di quelle piccole depressioni sono quasi piatti rispetto ai pendii altrimenti ripidi creati dal Sole e dai pianeti. Ci vuole molta meno energia per muoversi su questi bordi piatti, piuttosto che cercare di arrampicarsi su per i ripidi pendii.
Il bordo piatto presente attorno al pozzo gravitazionale terrestre è terra segnata dal punto 1 di Lagrange (o L1) che giace direttamente tra il Sole e la Terra - e il punto 2 di Lagrange (L2) sul lato opposto della Terra direttamente lontano dal Sole .
È possibile che un'astronave orbita attorno a un punto di Lagrange e sia trasportata intorno al Sole con un dispendio energetico molto ridotto. È perché stai essenzialmente cavalcando l'onda di prua della Terra mentre orbita attorno al Sole - quindi sei trasportato dal Sole alla stessa velocità orbitale della Terra (30 chilometri al secondo) senza dover bruciare molto carburante nel processo.
Anche i punti di Lagrange rappresentano punti di giunzione per consentire un basso trasferimento di energia tra orbite planetarie diverse. Come se la curvatura spazio-temporale del sistema solare si trasformasse in un gigantesco parco di skateboard, è possibile scendere da L1 e seguire una traiettoria fino a Venere - oppure è possibile costeggiare il bordo piatto del pozzo di gravità terrestre per circa 3 milioni di chilometri a L2 e quindi scendere su un lungo sentiero tortuoso verso la L1 di Marte. Qui potresti riposare di nuovo prima di spostarti forse verso L2 di Marte e poi su Giove.
L'analisi matematica delle interazioni gravitazionali tra tre o quattro corpi (diciamo, il tuo veicolo spaziale, la Terra e il Sole - e quindi aggiungi anche Marte) - è complessa e presenta alcune somiglianze con la teoria del caos. Ma tale analisi può identificare i percorsi di interconnessione proprio attraverso il sistema solare, che i sostenitori di ITN chiamano "tubi".
I principi ITN sono stati adottati da una serie di missioni di veicoli spaziali per risparmiare carburante. Edward Belbruno propose un trasferimento lunare a bassa energia per ottenere la sonda giapponese Hiten in orbita lunare nel 1991 nonostante avesse solo il 10% del carburante richiesto per una traiettoria di inserimento trans-lunare tradizionale. La manovra ebbe successo, sebbene il tempo di viaggio sulla Luna fosse di cinque mesi invece dei tradizionali tre giorni. Si ritiene inoltre che la missione Genesis della NASA e SMART-1 dell'ESA abbiano utilizzato traiettorie simili a ITN a basso consumo energetico.
Autostoppisti così impoveriti, forse puoi ancora fare quel grande giro di pianeti usando l'ITN - ma assicurati di mettere in valigia un asciugamano, sarà unmolto lungo viaggio.
(Letture consigliate: Ross, S.D. (2006) La rete di trasporto interplanetaria. Scienziato americano 94(3), 230–237.)
