КАК УЧЕБА ОРБИТ ДЛЯ МИССИЙ К ЛУНЕ МОЖЕТ ПЕРЕВЕРНУТЬ КОСМОС
Научные изыскания и технологические достижения, направленные на освоение Луны, становятся основой для будущих межпланетных миссий. Однако, прежде чем начать строить на Луне, человечество должно научиться управлять транспортом между Землей и спутником. Сложности, возникающие при расчете орбит в сложных системах, таких как пространство между Землей и Луной, постоянно требуют новых подходов и научных решений.
ОСОБЕННОСТИ ТРЕХТЕЛОГО ПРОБЛЕМЫ
Расчет орбит в космосе — задача не из простых. Проблема трех тел — это известный физический феномен, который описывает системы, состоящие из трех взаимодействующих тяжелых тел. Даже незначительное изменение начальных условий может привести к кардинальным изменениям в траекториях движущихся объектов. Например, спутник может столкнуться с Луной, сгореть в атмосфере Земли или быть выброшенным из системы.
Данные из Лоренс Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) предлагают решение этих непростых задач. Ученые создали открытый набор данных и программное обеспечение, которые моделируют более одного миллиона орбит в пространстве между Землей и Луной. При этом только 9,7% из этих орбит оказались стабильными в течение трехлетних симуляций, что подчеркивает сложность предсказания стабильных траекторий.
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ МИССИЙ
Новые данные LLNL могут стать «золотым стандартом» для проверки навигационного программного обеспечения и систем планирования орбит. Эти инструменты становятся все более важными, поскольку компании и организации стремятся использовать пространство у Луны для создания постоянных баз и лунных «врат». Одним из таких сооружений станет Лунный шлюз (Lunar Gateway), который будет служить перевалочным пунктом для будущих миссий на Луну и далее к Марсу.
Чтобы создать этот сложный набор данных, ученые LLNL начали с четко определенных начальных условий, выбрав положение Солнца, Земли и Луны на 1 января 1980 года. Они моделировали действия нескольких сил, влияющих на спутники, включая гравитацию, а также термическое и солнечное радиационное давление. Это позволило учитывать сложности, которые возникают при расчете орбит в условиях постоянного влияния различных сил.
ПУТИ К СТАБИЛЬНОСТИ В ОРБИТАХ
Избежание гравитационных ловушек на пути к Луне становится всё более важным. Ученые выделили так называемые «пункты Лагранжа», которые представляют собой места стабильности в системе Земля-Луна. Особенно выгодные условия наблюдаются в точках L4 и L5, расположенных перед и за Луной. Эти точки могут стать перспективными «парковками» для космической инфраструктуры, такой как Лунный шлюз.
Заключение о важности этих островков стабильности подчеркивает их ключевую роль для будущих космических программ. Научные и военные организации будут опираться на этот обширный набор данных при планировании своих миссий, что, безусловно, упростит и улучшит процесс расчета орбит.
Таким образом, освоение пространства между Землей и Луной не только откроет новые горизонты, но и позволит лучше понять секреты космических путешествий. Все это станет основой для расширения присутствия человека в космосе, что уже не за горами.
