Amikor űrhajót küld a Marsra, a jelenlegi, előnyben részesített módszer szerint az űrhajót a Mars felé teljes sebességgel lövöldözik, majd fékezési manővert hajtanak végre, amint a hajó elég közel van ahhoz, hogy lelassítsa és körüli pályára állítsa.
A Hohmann Transfer módszer néven ismert, hogy ez a manőver hatékony. De ez is nagyon drága, és nagyon erősen függ az időzítéstől. Ezért javasoljuk egy új ötlet kidolgozását, amely magában foglalja az űrhajónak a Mars körüli pálya előtt történő elküldését, majd azt várja, hogy a Mars eljöjjön, és felfogja.
Ez az úgynevezett „ballisztikus elfogás”, az új technika, amelyet Francesco Topputo, a milánói Politechnikai Intézet professzora és Edward Belbruno, a Princetoni Egyetem látogató társkutatója, valamint a NASA Jet-meghajtó laboratóriumának volt tagja javasolta.
Az arXiv Astrophysics október végén közzétett kutatási munkájában felvázolták e módszer előnyeit a hagyományos módszerekkel szemben. Az üzemanyagköltségek csökkentése mellett a ballisztikus felfogás némi rugalmasságot is biztosítana az ablakok elindításakor.
Jelenleg a Föld és a Mars közötti indítás csak arra az időszakra korlátozódik, amikor a két bolygó közötti forgatás éppen megfelelő. Kihagyja ezt az ablakot, és további 26 hónapot kell várnia egy újabb megjelenésére.
Ugyanakkor a rakéta űrbe juttatása a Föld és a Mars pályáját elválasztó hatalmas öbölön keresztül, majd az ellenkező irányba történő tolóerők lassítása érdekében nagy tüzelőanyagot igényel. Ez viszont azt jelenti, hogy a műholdak, átjárók és (egy napos) űrhajósok szállításáért felelős űrhajóknak nagyobbnak és összetettebbnek, és ennélfogva drágábbnak kell lenniük.
Amint Belbruno e-mailben elmondta a Space Magazine-nak: „Ez az új transzferek osztály nagyon ígéretes új megközelítést ad a jövőbeni Mars-missziók számára, amelyeknek csökkentenie kell a költségeket és a kockázatot. Az átadások ezen új osztályát az összes bolygóra alkalmazni kell. Ennek mindenféle új lehetőséget kell adnia a missziókhoz. ”
Az elképzelést először Belbruno javasolta, miközben a JPL-nél dolgozott, ahol megpróbálott numerikus modelleket kidolgozni az alacsony energiafelhasználású pályákra. "Először 1986 elején jöttem fel a ballisztikus elfogás gondolatára, amikor egy LGPL (Lunar Get Away Special) nevű JPL tanulmányon dolgoztam" - mondta. "Ebben a tanulmányban egy apró, 100 kg-os napelemes elektromos űrhajót helyeztek a Hold körüli pályára, amelyet először az űrrepülőgép egy Get Away speciális tartályából dobtak ki."
Az LGAS tesztje nem volt meglepő siker, mivel két év telik el, amíg el nem érkezik a Holdra. De 1990-ben, amikor Japán meg akarta menteni a kudarcra kerülő Hiten botját, javaslatot tett egy ballisztikus elfogási kísérletre, amelyet gyorsan beépítettek a misszióba.
"Erre a repülésre 5 hónap volt" - mondta. "1991-ben sikeresen felhasználták Hiten holdra juttatására." Azóta az LGAS-mintát más hold-missziókhoz használták, beleértve az ESA 2004. évi SMART-1 misszióját és a NASA GRAIL misszióját 2011-ben.
Belbruno szerint azonban a jövőbeni küldetések során, amelyek sokkal nagyobb távolságokra és üzemanyag-ráfordításokra vonatkoznak, lesz ez a módszer a leginkább hasznos. Sajnos az ötlet némi ellenállással bírt, mivel egyetlen misszió sem tűnt jól megfelelőnek a technikához.
„1991 óta, amikor a japán Hiten az új ballisztikus elfogást alkalmazta a Holdra, úgy érezték, hogy a Mars számára sokkal nagyobb távolság és a Nap körüli nagy körüli sebessége miatt nem lehet a Marsra hasznosat találni. 2014 elején azonban sikerült megtalálnom egyet, kollégámmal, Francesco Topputo-val. ”
Nyilvánvaló, hogy van néhány hátránya az új módszernek. Az egyik esetében a Mars körüli pálya előtt elküldött űrhajó hosszabb időt vesz igénybe a pályára jutáshoz, mint egy, amely lelassítja a pályát.
Ezen felül a Hohmann Transfer módszer időben tesztelt és megbízható. Ennek a manővernek az egyik legsikeresebb alkalmazására szeptemberben került sor, amikor a Mars Orbiter Mission (MOM) történelmi pályáját a Vörös Bolygó körül tette. Ez nem csak az volt, hogy egy ázsiai nemzet először érte el a Marsot, és ez volt az első alkalom, hogy bármely űrügynökség elérte a Mars pályáját az első kísérlet során.
Mindazonáltal a hajók Marsra küldésének jelenlegi módszere javításának lehetőségei izgatottak a NASA-nál. Ahogy James Green, a NASA Bolygótudományi Divíziójának igazgatója mondta, a Tudományos amerikai: „Szemnyitó. Ez a [ballisztikus elfogási technika] nemcsak itt alkalmazható a robot végére, hanem az emberi felfedezés céljára is. "
Ne lepődj meg, ha a Marsra vagy a külső Naprendszerre irányuló közelgő küldetéseket nagyobb rugalmassággal és szigorúbb költségvetéssel hajtják végre.
