Při odesílání kosmické lodi na Mars zahrnuje současná, upřednostňovaná metoda střelbu kosmické lodi na Mars při plné rychlosti, poté provedení manévru brzdění, jakmile je loď dostatečně blízko, aby ji zpomalila a přivedla na oběžné dráze.
Tento způsob manévrování, známý jako metoda „Hohmann Transfer“, je známý jako účinný. Je to však také docela drahé a velmi se spoléhá na načasování. Proto se navrhuje nová myšlenka, která by zahrnovala vyslání kosmické lodi před orbitální cestu na Marsu a pak čekání, až se Mars objeví a nabere ji.
Toto je známé jako „Ballistic Capture“, nová technika navržená profesorem Francescem Topputem z Polytechnického institutu v Miláně a Edwardem Belbrunem, navštěvujícím přidruženým výzkumným pracovníkem na Princetonské univerzitě a bývalým členem Jet Propulsion Laboratory NASA.
Ve své výzkumné práci, která byla zveřejněna na konci října v arXiv Astrofyzice, nastínily výhody této metody oproti tradičním. Kromě snižování nákladů na palivo by balistické snímání také poskytovalo určitou flexibilitu, pokud jde o spouštění oken.
V současné době jsou starty mezi Zemí a Marsem omezeny na období, kdy je rotace mezi oběma planetami v pořádku. Chybí vám toto okno a vy musíte čekat dalších 26 měsíců, než přijde nový.
Současně, vyslání rakety do vesmíru, skrz obrovský záliv, který odděluje oběžné dráhy Země a Marsu, a pak vypálení raket v opačném směru, aby zpomalily, vyžaduje velké množství paliva. To zase znamená, že kosmická loď odpovědná za přepravu satelitů, roverů a (jeden den) astronautů musí být větší a složitější, a tudíž dražší.
Jak řekl Belbruno prostřednictvím časopisu Space Magazine e-mailem: „Tato nová třída převodů je velmi slibná pro poskytnutí nového přístupu k budoucím misím na Marsu, který by měl snížit náklady a riziko. Tato nová třída převodů by se měla vztahovat na všechny planety. To by mělo misím poskytnout nejrůznější nové možnosti. “
Tuto myšlenku nejprve navrhl Belbruno, když pracoval pro JPL, kde se pokoušel vymyslet numerické modely pro nízkoenergetické trajektorie. "Poprvé jsem přišel s myšlenkou balistického zajetí na začátku roku 1986, když jsem pracoval na studii JPL s názvem LGAS (Lunar Get Away Special)," řekl. "Tato studie zahrnovala umístění malé solární kosmické lodi o hmotnosti 100 kg na oběžné dráze kolem Měsíce, která byla poprvé vypuštěna ze speciálního kanystrového útěku na raketoplánu."
Test LGAS nebyl výrazným úspěchem, protože to bylo dva roky, než se dostal na Měsíc. Ale v roce 1990, když se Japonsko snažilo zachránit neúspěšný lunární orbiter, Hiten, předložil návrhy na pokus o balistický záchyt, který byl rychle začleněn do mise.
"Čas letu pro tento byl 5 měsíců," řekl. "Úspěšně bylo použito v roce 1991, aby se Hiten dostal na Měsíc." A od té doby byl design LGAS používán pro další lunární mise, včetně mise ESA SMART-1 v roce 2004 a mise NASA GRAIL v roce 2011.
Ale právě v budoucích misích, které zahrnují mnohem větší vzdálenosti a výdaje na palivo, by Belbruno cítil, že by z této metody nejvíce prospělo. Tato myšlenka se bohužel setkala s určitým odporem, protože žádné mise se pro tuto techniku nezdály být vhodné.
"Už od roku 1991, kdy japonský Hiten použil nový přenos balistického záchytu na Měsíc, se zdálo, že nalezení užitečného pro Mars nebylo možné díky Marsu mnohem delší vzdálenosti a jeho vysoké orbitální rychlosti kolem Slunce." Na začátku roku 2014 jsem se však s kolegou Francescem Topputoem podařilo najít. “
Nová metoda má určité nevýhody. Jednak by kosmická loď vyslaná před orbitální dráhu Marsu trvala déle, než by se dostala na oběžnou dráhu, než ta, která se sama zpomalí, aby vytvořila oběžné dráhy.
Metoda Hohmann Transfer je navíc osvědčená a spolehlivá. Jedna z nejúspěšnějších aplikací tohoto manévru se odehrála v září, kdy se Mars Orbiter Mission (MOM) vydala na historickou orbitu kolem Rudé planety. To nejenže představovalo poprvé, kdy se asijský národ dostal na Mars, ale také poprvé, kdy nějaká vesmírná agentura dosáhla orbity Mars při prvním pokusu.
Nicméně možnosti zlepšení oproti současnému způsobu zasílání plavidel na Mars mají lidi v NASA nadšeni. Jak řekl James Green, ředitel divize Planetární vědy NASA, v rozhovoru s Vědecký Američan: „Je to otvírák očí. Tato [technika balistického zajetí] se zde mohla vztahovat nejen na její robotický konec, ale také na konec lidského průzkumu. “
Nebuďte překvapeni, pokud budou nadcházející mise na Mars nebo vnější sluneční soustavu prováděny s větší flexibilitou a za přísnějšího rozpočtu.
