Crédit d'image: NASA
L'astronome Martin Lo de la NASA a élaboré ce qu'il pense être une série de trajectoires de vol à basse énergie que les vaisseaux spatiaux peuvent emprunter pour minimiser le carburant dont ils ont besoin pour se déplacer dans notre système solaire. Chaque planète et lune a cinq points près d'eux où la gravité s'équilibre, appelés points de Lagrange - en les reliant entre eux, Lo a tracé des chemins qui utiliseront très peu de carburant pour se déplacer de planète en planète. Le premier vaisseau spatial à profiter de son travail sera la mission Genesis de la NASA, qui collectera les particules solaires et les ramènera sur Terre.
Une «autoroute» à travers le système solaire ressemblant à un vaste éventail de tunnels et de conduits d'enroulement virtuels autour du Soleil et des planètes, comme envisagé par un ingénieur du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, en Californie, peut réduire la quantité de carburant nécessaire pour l'espace futur missions.
Appelé autoroute interplanétaire, le système a été conçu par Martin Lo, dont le logiciel a été utilisé pour aider à concevoir la trajectoire de vol de la mission Genesis de la NASA, qui utilise actuellement cette "autoroute dans l'espace" dans sa mission de collecter des particules de vent solaire pour le retour sur Terre. .
La plupart des missions sont conçues pour tirer parti de la façon dont la gravité tire sur un vaisseau spatial lorsqu'il se balance par un corps tel qu'une planète ou une lune. Le concept de Lo tire parti d'un autre facteur, l'attraction du Soleil sur les planètes ou l'attraction d'une planète sur ses lunes voisines. Les forces de plusieurs directions s'annulent presque mutuellement, laissant des chemins à travers les champs de gravité dans lesquels les vaisseaux spatiaux peuvent voyager.
Chaque planète et lune a cinq emplacements dans l'espace appelés points de Lagrange, où la gravité d'un corps équilibre celle d'un autre. Les engins spatiaux peuvent y orbiter tout en brûlant très peu de carburant. Pour trouver la super autoroute interplanétaire, Lo a cartographié certaines trajectoires de vol possibles parmi les points de Lagrange, en variant la distance que le vaisseau spatial irait et la vitesse ou la lenteur de son voyage. Comme des fils torsadés ensemble pour former une corde, les trajectoires de vol possibles formaient des tubes dans l'espace. Lo prévoit de cartographier ces tubes pour l'ensemble du système solaire.
Les recherches de Lo sont basées sur des travaux théoriques commencés à la fin du XIXe siècle par le mathématicien français Henri Poincar ?. En 1978, l'International Sun-Earth Explorer 3 de la NASA a été la première mission à utiliser des orbites de basse énergie autour d'un point de Lagrange. Plus tard, en utilisant des chemins à faible énergie entre la Terre et la Lune, les contrôleurs du Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md., Ont envoyé le vaisseau spatial à la première rencontre avec une comète, la comète Giacobini-Zinner, en 1985.
En 1991, une autre méthode d'analyse des orbites à basse énergie a été utilisée par les ingénieurs du JPL et de l'Agence spatiale japonaise pour permettre à la mission japonaise Hiten d'atteindre la Lune. Inspiré par ce travail de pionnier et la recherche menée par des scientifiques de l'Université de Barcelone, Lo a conçu la théorie de l'autoroute interplanétaire.
Lo et ses collègues ont transformé les mathématiques sous-jacentes de l'autoroute interplanétaire en un outil de conception de mission appelé «LTool», en utilisant des modèles et des algorithmes développés à l'Université Purdue, West Lafayette, Ind. Le nouveau LTool a été utilisé par les ingénieurs du JPL pour repenser le vol chemin pour que la mission Genesis s'adapte à un changement de dates de lancement. Genesis a été lancé en août 2001.
La trajectoire de vol a été conçue pour que le vaisseau spatial quitte la Terre et se déplace en orbite autour du point de Lagrange. Après cinq boucles autour de ce point de Lagrange, le vaisseau spatial tombera en orbite sans aucune manœuvre et passera ensuite par la Terre à un point de Lagrange de l'autre côté de la planète. Enfin, il retournera dans la haute atmosphère terrestre pour déposer ses échantillons de vent solaire dans le désert de l'Utah.
"Genesis n'aurait pas besoin d'utiliser du tout de carburant dans un monde parfait", a déclaré Lo. "Mais comme nous ne pouvons pas contrôler les nombreuses variables qui se produisent tout au long de la mission, nous devons apporter quelques corrections pendant que Genesis termine ses boucles autour d'un point de Lagrange de la Terre. Les économies de carburant se traduisent par une mission meilleure et moins chère. »
Lo a ajouté: «Ce concept ne garantit pas un accès facile à toutes les parties du système solaire. Cependant, je peux imaginer un endroit où nous pourrions construire et entretenir des plateformes scientifiques autour d'un des points de Lagrange de la Lune. Étant donné que les points de Lagrange sont des points de repère pour l'autoroute interplanétaire, nous pourrions être en mesure de shunter des vaisseaux spatiaux vers et depuis ces plates-formes. » Une équipe du Johnson Space Center de la NASA, à Houston, en collaboration avec l'équipe d'exploration de la NASA, propose d'utiliser un jour l'autoroute interplanétaire pour de futures missions spatiales humaines.
"Le travail de Lo a permis de faire des percées dans la simplification des concepts de mission pour l'exploration humaine et robotique au-delà de l'orbite terrestre basse", a déclaré Doug Cooke, directeur du bureau de développement avancé de Johnson. «Ces simplifications se traduisent par moins de véhicules spatiaux nécessaires pour un large éventail d'options de mission.»
Les travaux sur l'autoroute interplanétaire pour la conception de missions spatiales ont été nominés pour un prix de l'innovation par les rédacteurs du magazine Discover et un panel d'experts externes.
Le JPL est géré pour la NASA par le California Institute of Technology, Pasadena. Pour plus d'informations sur la mission Genesis, visitez Internet à: http://www.genesismission.org/.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL
