Credito d'immagine: NASA
L'astronomo della NASA Martin Lo ha elaborato quella che crede sia una serie di percorsi di volo a bassa energia che i veicoli spaziali possono prendere per ridurre al minimo il carburante di cui hanno bisogno per muoversi nel nostro sistema solare. Ogni pianeta e luna hanno cinque punti vicino a loro dove la gravità si bilancia, chiamati punti Lagrange - collegandoli in rete, Lo ha elaborato percorsi che useranno pochissimo carburante per viaggiare da un pianeta all'altro. Il primo veicolo spaziale a trarre vantaggio dal suo lavoro sarà la missione Genesis della NASA, che raccoglierà particelle solari e poi le farà tornare sulla Terra.
Una "superstrada" attraverso il sistema solare che assomiglia a una vasta gamma di tunnel e condotti di avvolgimento virtuali intorno al Sole e ai pianeti, come immaginato da un ingegnere presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, può ridurre la quantità di combustibile necessaria per lo spazio futuro missioni.
Chiamato Superstrada interplanetaria, il sistema è stato ideato da Martin Lo, il cui software è stato utilizzato per aiutare a progettare la traiettoria di volo per la missione Genesis della NASA, che attualmente utilizza questa "autostrada nello spazio" per la sua missione di raccogliere particelle di vento solare per il ritorno sulla Terra .
La maggior parte delle missioni sono progettate per sfruttare il modo in cui la gravità attira un'astronave quando oscilla da un corpo come un pianeta o una luna. Il concetto di Lo sfrutta un altro fattore, l'attrazione del Sole sui pianeti o l'attrazione di un pianeta sulle sue lune vicine. Le forze provenienti da molte direzioni si annullano quasi a vicenda, lasciando percorsi attraverso i campi di gravità in cui i veicoli spaziali possono viaggiare.
Ogni pianeta e luna ha cinque posizioni nello spazio chiamate punti di Lagrange, dove la gravità di un corpo equilibra quella di un altro. I veicoli spaziali possono orbitare lì mentre brucia pochissimo carburante. Per trovare la Superstrada interplanetaria, Lo ha mappato alcune possibili traiettorie di volo tra i punti di Lagrange, variando la distanza percorsa dall'astronave e la sua velocità o velocità. Come fili intrecciati per formare una corda, i possibili percorsi di volo formavano tubi nello spazio. Lo prevede di mappare questi tubi per l'intero sistema solare.
La ricerca si basa sul lavoro teorico iniziato alla fine del XIX secolo dal matematico francese Henri Poincar ?. Nel 1978, l'International Sun-Earth Explorer 3 della NASA fu la prima missione ad utilizzare orbite a bassa energia attorno a un punto di Lagrange. Più tardi, usando percorsi a bassa energia tra la Terra e la Luna, i controllori del Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Md., Inviarono l'astronave al primo incontro con una cometa, la cometa Giacobini-Zinner, nel 1985.
Nel 1991, gli ingegneri della JPL e dell'Agenzia spaziale giapponese hanno utilizzato un altro metodo per analizzare le orbite a bassa energia per consentire alla missione giapponese Hiten di raggiungere la Luna. Ispirato da questo lavoro pionieristico e dalle ricerche condotte dagli scienziati dell'Università di Barcellona, Lo ha concepito la teoria della superstrada interplanetaria.
Lo e i suoi colleghi hanno trasformato la matematica di base della Superstrada interplanetaria in uno strumento per la progettazione di missioni chiamato "LTool", utilizzando modelli e algoritmi sviluppati alla Purdue University, West Lafayette, Ind. Il nuovo LTool è stato utilizzato dagli ingegneri JPL per riprogettare il volo percorso per la missione della Genesi per adattarsi a un cambiamento nelle date di lancio. Genesis lanciato nell'agosto 2001.
Il percorso di volo è stato progettato per consentire all'astronave di lasciare la Terra e viaggiare in orbita attorno al punto di Lagrange. Dopo cinque anelli attorno a questo punto di Lagrange, l'astronave cadrà fuori dall'orbita senza alcuna manovra e poi passerà dalla Terra a un punto di Lagrange sul lato opposto del pianeta. Infine, tornerà nell'atmosfera superiore della Terra per scaricare i suoi campioni di vento solare nel deserto dello Utah.
"La genesi non avrebbe bisogno di usare alcun combustibile in un mondo perfetto", ha detto Lo. "Ma dal momento che non possiamo controllare le molte variabili che si verificano durante la missione, dobbiamo apportare alcune correzioni mentre Genesis completa i suoi cicli attorno a un punto di Lagrange della Terra. I risparmi sul carburante si traducono in una missione migliore ed economica. "
Lo ha aggiunto, “Questo concetto non garantisce un facile accesso a ogni parte del sistema solare. Tuttavia, posso immaginare un luogo in cui possiamo costruire e servire piattaforme scientifiche attorno a uno dei punti di Lagrange della Luna. Poiché i punti di Lagrange sono punti di riferimento per la Superstrada interplanetaria, potremmo essere in grado di deviare i veicoli spaziali da e verso tali piattaforme. " Un team del Johnson Space Center della NASA, Houston, in collaborazione con il NASA Exploration Team, propone di utilizzare un giorno la Superstrada interplanetaria per future missioni nello spazio umano.
"Il lavoro di Lo ha portato a innovazioni nella semplificazione dei concetti di missione per l'esplorazione umana e robotica oltre l'orbita terrestre bassa", ha affermato Doug Cooke, direttore dell'ufficio di sviluppo avanzato di Johnson. "Queste semplificazioni comportano un minor numero di veicoli spaziali necessari per un'ampia gamma di opzioni di missione."
Il lavoro sulla Superstrada interplanetaria per la progettazione di missioni spaziali è stato nominato per un premio Innovation Innovation dagli editori della rivista Discover e da un gruppo esterno di esperti.
JPL è gestito per la NASA dal California Institute of Technology, Pasadena. Per ulteriori informazioni sulla missione della Genesi, visitare Internet all'indirizzo: http://www.genesismission.org/.
Fonte originale: Comunicato stampa NASA / JPL
