Математики предложили дешевый и быстрый способ добраться до Марса

Ученые из США и Италии предложили свой способ путешествия к Марсу. По их словам, он позволяет отправляться к Красной планете не только во время стартового окна и сокращает общее время путешествия. Результаты своих исследований авторы опубликовали на ресурсе препринтов arXiv.org, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Scientific American.

Наиболее выгодное время для полета космического корабля с Земли на Луну обусловлено особым взаимным расположением двух планет. Это приводит к тому, что такой полет возможен во время узкого стартового окна раз в 26 месяцев.

Ученые захотели уйти от такого ограничения, предложив перемещаться по так называемой траектории Гомана — Ветчинкина. Эта эллиптическая траектория предполагает переход между двумя орбитами — с низкой (Земли) на высокую (Марса). Маневр включает в себя ускорение корабля в двух точках траектории: при уходе с низкой орбиты и на входе на высокую орбиту.

Выгода от такого маневра обусловлена параметрами орбит, динамикой корабля и мощностями для ускорения и предполагает существование устойчивых и неустойчивых траекторий движения. Иными словами, вместо вылета навстречу Марсу на определенной точки орбиты, космические аппараты будут выводиться на орбиту, аналогичную планетной, двигаться по ней с меньшей скоростью, и поджидать, пока притяжение Марса само не затянет корабль к нужной точке. Таким образом, новый подход позволит отказаться от сжигания тонн топлива, необходимого при замедлении корабля (для попадания в нужную точку орбиты).

Основной результат авторов заключается в анализе параметров таких траекторий. Их работа, как сообщается, поддерживается корпорацией Boeing, а всего подобными исследованиями в небесной механике ученые занимаются более двадцати лет.

Другой маневр на низкоэнергетической трансферной орбите в начале 1990-х годов использовала японская автоматическая межпланетная станция Hiten. Это позволило ней за три месяца достичь орбиты Луны. Маневр, использованный Hiten, был предложен математиком Эдвардом Белбраном, являющимся одним из соавторов исследования, обсуждаемого в Scientific American. Если бы Hiten использовала траекторию Гомана-Ветчинкина, то это позволило бы аппарату выйти на орбиту Луны за несколько суток.