Bildekreditt: NASA
NASAs astronom Martin Lo har utarbeidet det han mener er en serie lavenergiflyveier som romfartøy kan ta for å minimere de drivstoff de trenger for å bevege seg rundt solsystemet vårt. Hver planet og måne har fem punkter i nærheten der tyngdekraften balanserer ut, kalt Lagrange-punkter - ved å knytte dem sammen har Lo jobbet frem stier som vil bruke svært lite drivstoff for å reise fra planet til planet. Det første romfartøyet som utnyttet arbeidet hans, er NASAs Genesis-oppdrag, som vil samle solpartikler og deretter returnere dem tilbake til Jorden.
En "motorvei" gjennom solsystemet som ligner et stort utvalg av virtuelle svingete tunneler og ledninger rundt solen og planeter, slik en ingeniør ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, kan tømme mengden drivstoff som trengs for fremtidig plass oppdrag.
Systemet ble kalt Interplanetary Superhighway, og ble unnfanget av Martin Lo, hvis programvare ble brukt til å utforme flyveien for NASAs Genesis-oppdrag, som for tiden bruker denne "motorveien i verdensrommet" på sitt oppdrag for å samle solvindpartikler for å komme tilbake til jorden .
De fleste oppdrag er designet for å dra nytte av hvordan tyngdekraften trekker på et romskip når det svinger av et legeme som en planet eller måne. Lo's konsept drar fordel av en annen faktor, solens trekk på planetene eller en planet trekker på sine nærliggende måner. Krefter fra mange retninger kansellerer hverandre nesten ut og etterlater stier gjennom tyngdekraftsfeltene som romfartøy kan bevege seg i.
Hver planet og måne har fem steder i rommet kalt Lagrange-punkter, der det ene kroppens tyngdekraft balanserer en andres. Romfartøy kan bane der mens du brenner veldig lite drivstoff. For å finne den interplanetære motorveien, kartla Lo noen mulige flystier mellom Lagrange-punktene, varierende avstanden mellom romfartøyet ville gå, og hvor raskt eller sakte det ville reise. Som tråder som var vridd sammen for å danne et tau, dannet de mulige flystier rør i rommet. Lo planlegger å kartlegge disse rørene for hele solsystemet.
Los forskning er basert på teoretisk arbeid som ble startet på slutten av det nittende århundre av den franske matematikeren Henri Poincar ?. I 1978 var NASAs International Sun-Earth Explorer 3 det første oppdraget å bruke lavenergibaner rundt et Lagrange-punkt. Senere, ved å bruke lavenergibaner mellom Jorden og månen, sendte kontrollører ved NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Romfartøyet til det første møtet med en komet, Comet Giacobini-Zinner, i 1985.
I 1991 ble en annen metode for å analysere lavenergibaner brukt av ingeniører fra JPL og det japanske romfartsorganisasjonen for å gjøre det mulig for den japanske Hiten-oppdraget å nå månen. Inspirert av dette banebrytende arbeidet og forskningen som ble utført av forskere ved Universitetet i Barcelona, unnfanget Lo teorien om den interplanetære hovedveien.
Lo og kollegene hans har gjort den underliggende matematikken til Interplanetary Superhighway til et verktøy for oppdragsdesign kalt "LTool", ved bruk av modeller og algoritmer utviklet ved Purdue University, West Lafayette, Ind. Den nye LTool ble brukt av JPL-ingeniører for å redesigne flyreisen vei for Genesis-oppdraget for å tilpasse seg en endring i lanseringsdatoer. Genesis ble lansert i august 2001.
Flyveien ble designet for at romskipet skulle forlate Jorden og reise til bane rundt Lagrange-punktet. Etter fem løkker rundt dette Lagrange-punktet, vil romfartøyet falle ut av bane uten noen manøvrer og deretter passere Jorden til et Lagrange-punkt på motsatt side av planeten. Endelig vil den komme tilbake til Jordens øvre atmosfære for å slippe fra sine prøver av solvind i Utah-ørkenen.
"Genesis trenger ikke å bruke noe drivstoff i det hele tatt i en perfekt verden," sa Lo. "Men siden vi ikke kan kontrollere de mange variablene som oppstår under oppdraget, må vi gjøre noen rettelser når Genesis fullfører løkkene rundt et Lagrange-punkt på jorden. Besparelsen på drivstoffet blir et bedre og billigere oppdrag.
Lo la til, “Dette konseptet garanterer ikke lett tilgang til alle deler av solsystemet. Imidlertid kan jeg se for meg et sted hvor vi kan konstruere og betjene vitenskapelige plattformer rundt et av Månens Lagrange-punkter. Siden Lagrange-poeng er landemerker for Interplanetary Superhighway, kan det hende vi kan skyve romfartøy til og fra slike plattformer. ” Et team ved NASAs Johnson Space Center, Houston, som jobber med NASA Exploration Team, foreslår en dag å bruke Interplanetary Superhighway for fremtidige menneskelige romoppdrag.
"Lo's arbeid har ført til gjennombrudd i å forenkle oppdragskonsepter for menneskelig og robotutforskning utover bane på lav jord," sa Doug Cooke, leder for Johnsons avanserte utviklingskontor. "Disse forenklingene gir færre plasskjøretøyer som trengs for et bredt spekter av oppdragsmuligheter."
Arbeidet med Interplanetary Superhighway for design av romfartsoppdrag ble nominert til en Discover Innovation Award av magasinredaktører av Discover og et eksternt ekspertpanel.
JPL blir administrert for NASA av California Institute of Technology, Pasadena. For mer informasjon om Genesis-oppdraget, besøk Internett på: http://www.genesismission.org/.
Originalkilde: NASA / JPL News Release
