Португальские ученые рассчитали универсальную траекторию полета космического аппарата с Земли на Луну, которая может оказаться наиболее эффективной с точки зрения затрат топлива из всех возможных вариантов. Для этого они провели моделирование 30 миллионов различных маршрутов.
Возрастающий интерес космических агентств и частных компаний к исследованию Луны и отправке на нее различных аппаратов требует решения множества вопросов, в том числе связанных с расчетом оптимальной траектории. Существует немало разных вариантов отправки лунных зондов — все они зависят от массы полезной нагрузки, от возможностей носителя и двигательной установки, а также от необходимости попасть к Луне как можно скорее.
Под каждые условия инженеры рассчитывают оптимальную траекторию. Авторы новой работы решили абстрагироваться от конкретных факторов и создать универсальный маршрут, который сэкономит больше всего топлива и решит задачу доставки аппарата на Луну. Для анализа смоделированных орбит команда использовала теорию функциональных связей, она решает задачу ограниченной оптимизации.
В полученной оптимальной траектории используется относительно стабильная точка Лагранжа L1 между Землей и Луной. Аппарат с минимальными топливными затратами отправляется в эту точку, где сила притяжения планеты и спутника уравновешиваются. Там зонд может находиться долго, не расходуя топливо. Из этой точки дрейфа он в любое время может отправиться на сближение с Луной и на посадку.
Такая траектория в реальности практически не используется: космические агентства и частные компании применяют другие компромиссные варианты, в том числе с отправкой зондов далеко за пределы орбиты Луны с дальнейшим «перехватом» их гравитацией спутника Земли на возвратном пути.
Авторы работы отмечают, что разработка маршрута для реальной миссии требует учета дополнительных факторов, таких как возможности навигации и связи, геомагнитная обстановка и так далее. Однако они считают, что их маршрут можно использовать как опорный, а на него уже «нанизывать» вариации с учетом специфических требований.
Ранее мы рассказывали, что NASA начало тренировки внутри лунного модуля от Blue Origin.
Источник: hi-tech.mail.ru