Νέα διαδρομή για Άρη θα μείωνε το κόστος των αποστολών

Δύο βασικά προβλήματα των αποστολών στον Άρη είναι ότι το παράθυρο της εκτόξευσης ανοίγει μόνο κάθε 26 μήνες και το σκάφος πρέπει να μεταφέρει μεγάλες ποσότητες καυσίμων για να επιβραδύνει όταν φτάσει στον προορισμό. Ένα νέο δρομολόγιο που έχει θέσει υπό διερεύνηση η NASA θα ξεπερνούσε και τα δύο εμπόδια, αν και η διάρκεια του ταξιδιού θα ήταν μεγαλύτερη.

Ο παραδοσιακός τρόπος για να φτάσει κανείς στον Άρη είναι να υπολογίσει πού θα είναι ο πλανήτης μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή και μετά να εκτοξεύσει ένα σκάφος έτσι ώστε να βρεθεί εκεί την ίδια στιγμή.

Όλες οι αποστολές στον Άρη που έχουν πραγματοποιηθεί ως σήμερα ακολουθούν αυτή τη διαδικασία, επισήμως γνωστή ως μεταφορά Χόμαν (Hohmann).

Το πρόβλημα είναι ότι το σκάφος φτάνει στον στόχο με μεγάλη ταχύτητα και πρέπει να χρησιμοποιήσει πυραυλοκινητήρες για να επιβραδύνει αρκετά. Οι κινητήρες αυτοί, όμως, απαιτούν πολλά καύσιμα.

Ένα δεύτερο πρόβλημα είναι ότι οι αποστολές μπορούν να εκτοξεύονται μόνο κάθε 26 περίπου μήνες, όταν η Γη και ο Άρης βρίσκονται στην ελάχιστη μεταξύ τους απόσταση.

Το εναλλακτικό δρομολόγιο που προτείνουν δύο ερευνητές ονομάζεται «βαλλιστική σύλληψη» και βασίζεται σε μια μάλλον απλή ιδέα: αντί να στείλει κανείς το σκάφος κατευθείαν στον Άρη, το στέλνει σε μια συγκεκριμένη θέση μπροστά από τον πλανήτη και περίπου στην ίδια τροχιά, και μετά αναμένει τον πλανήτη να προφτάσει το σκάφος και να το αιχμαλωτίσει στο βαρυτικό πεδίο του.

Η ιδέα δεν είναι καινούργια. Αναπτύχθηκε πριν από περίπου 25 χρόνια από τον Έντουαρντ Μπελμπρούνο, τότε ερευνητή του Εργαστηρίου Αεριώθησης (JPL) της NASA, ως ένας εύκολος τρόπος για την εκτόξευση αποστολών στη Σελήνη. Εφαρμόστηκε στην ιαπωνική αποστολή Hiten το 1991 και από το Grail της NASA το 2011, επισημαίνει το περιοδικό Scientific American.

Ο Μπελμπρούνο, σήμερα ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον και σύμβουλος της Boeing, βασικού εργολάβου της NASA για την ανάπτυξη του πυραύλου SLS που κάποτε θα μεταφέρει τους Αμερικανούς στον Κόκκινο Πλανήτη, πίστευε τότε ότι η βαλλιστική σύλληψη θα ήταν πρακτικά αδύνατη στην περίπτωση του Άρη, εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητάς του.

Τώρα, ο Μπελμπρούνο αλλάζει γνώμη. Η τεχνική της βαλλιστικής σύλληψης είναι εφικτή και θα περιόριζε τις απαιτήσεις σε καύσιμα κατά περίπου 25%, τονίζει σε μελέτη που συνυπογράφει με τον Φρανσέσκο Τοπούτο του Πολυτεχνικού Πανεπιστημίου του Μιλάνο. Το άρθρο έχει υποβληθεί για δημοσίευση στο Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy και είναι διαθέσιμο στην υπηρεσία προδημοσίευσης ArXiv.

To πρόβλημα όμως είναι ότι το ταξίδι, το οποίο διαρκεί σήμερα τουλάχιστον έξι μήνες, θα απαιτούσε αρκετούς μήνες παραπάνω. Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι αυτό θα ήταν σημαντική επιβάρυνση για μια επανδρωμένη αποστολή, καθώς η μακρόχρονη παραμονή στο Διάστημα θα είχε ψυχολογικές και φυσιολογικές επιπτώσεις για το πλήρωμα.

Πιστεύουν όμως ότι η βαλλιστική σύλληψη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ρομποτικές αποστολές που θα προηγούνταν και θα προετοίμαζαν το έδαφος για την άφιξη των αστροναυτών.

Επιπλέον, επειδή οι αποστολές θα μπορούν να αναχωρούν οποιαδήποτε στιγμή, η νέα διαδρομή θα εξασφάλιζε μια σταθερή παροχή εφοδίων.

Ο Μπελμπρούνο συνεργάζεται τώρα με τη NASA για ενδεχόμενη εφαρμογή της ιδέας του. Πρώτα όμως θα πρέπει να υπολογιστεί το δρομολόγιο με μεγαλύτερη ακρίβεια, λαμβάνοντας για παράδειγμα υπόψη τη βαρυτική επίδραση του Δία.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης