אוניברסיטת סארי הציגה שיטה מתמטית חדשה לייעול מסלולי משימת חלל, תוך שיפור היעילות על ידי הפחתת הצורך בדלק וחישובים נרחבים. גישה חדשנית זו, המשולה ל"מפת שפופרת לחלל", יושמה בהצלחה למשימות המכוונות לירח ולירחי צדק. קרדיט: twoday.co.il.com
טכניקה מתמטית חדשה מאוניברסיטת סארי מפשטת כעת את תכנון משימת החלל על ידי מיפוי מסלולים יעילים, הדומים למפת רכבת תחתית, שעלולה לחולל מהפכה בנסיעות לירח והלאה.
בדיוק כפי ש-sat-nav ביטלה את הצורך להתווכח על המסלול הטוב ביותר הביתה, מדענים מאוניברסיטת סורי פיתחו שיטה חדשה למצוא את המסלולים האופטימליים למשימות חלל עתידיות ללא צורך בבזבוז דלק.
השיטה החדשה משתמשת במתמטיקה כדי לחשוף את כל המסלולים האפשריים ממסלול אחד למשנהו ללא ניחושים או שימוש בכוח מחשב עצום.
פיתוח שיטת מציאת המסלול החדשה
דני אוון, שפיתח את הטכניקה במרכז החלל סארי, אמר:
"בעבר, כאשר אוהבים של נאס"א רצו לתכנן מסלול, החישובים שלהם הסתמכו על כוח גס או ניחושים.
"הטכניקה החדשה שלנו חושפת בצורה מסודרת את כל המסלולים האפשריים שחללית יכולה לעבור מ-A ל-B, כל עוד שני המסלולים חולקים רמת אנרגיה משותפת.
"זה הופך את משימת תכנון המשימות לפשוטה הרבה יותר. אנחנו חושבים על זה כמפת צינורות לחלל".
שיפור יעילות הדלק במשימות חלל
בעשורים האחרונים, משימות חלל מסתמכות יותר ויותר על היכולת לשנות את מהלך מסלולו של לוויין בחלל מבלי להשתמש בדלק.
אחת הדרכים לעשות זאת היא למצוא 'קשרים הטרוקליניים' – הנתיבים המאפשרים לחללית לעבור ממסלול אחד לאחר מבלי להשתמש בדלק.
המתמטיקה למציאת הנתיבים הללו מורכבת – בדרך כלל מחושבת על ידי שימוש בכוח מחשוב עצום כדי לעבור דרך אפשרות אחת אחרי השנייה או על ידי ביצוע 'ניחוש אינטליגנטי' ואז חקירה נוספת.
מבוא של תורת הקשרים במסע בחלל
הטכניקה החדשה הזו משתמשת בתחום של מתמטיקה הנקרא תורת הקשרים כדי ליצור במהירות מסלולים גסים – שאותם ניתן לשכלל. על ידי כך, סוכנויות חלל יכולות להשיג רשימה מלאה של כל המסלולים האפשריים ממסלול ייעודי. לאחר מכן הם יכולים לבחור את המסלול המתאים ביותר למשימתם – בדיוק כפי שאתה עשוי לבחור מסלול על ידי לימוד מפת הצינורות.
הטכניקה נוסתה בהצלחה במערכות פלנטריות שונות – כולל הירח והירחים הגליליים של צדק. שני אלה הם המוקד של משימות נוכחיות ועתידיות.
השלכות רחבות יותר ויישומים עתידיים
ד"ר ניקולה בארסי, מרצה למכניקת מסלול באוניברסיטת סארי, אמר:
"בתורבת תוכנית ארטמיס של נאס"א, מרוץ הירח החדש מעורר השראה במעצבי משימות ברחבי העולם לחקור מסלולים חסכוניים בדלק שיכולים לחקור בצורה טובה ויעילה יותר את קרבת הירח.
"לא רק שהטכניקה שלנו הופכת את המשימה המסורבלת הזו ליותר פשוטה, אלא שהיא יכולה להיות מיושמת גם על מערכות פלנטריות אחרות, כמו הירחים הקפואים של שַׁבְתַאִי ויופיטר."
המאמר מתפרסם בכתב העת אסטרודינמיקה.
