Tout comme le système de navigation par satellite a supprimé le besoin de débattre sur le meilleur itinéraire pour rentrer chez soi, des scientifiques de l'Université du Surrey ont développé une nouvelle méthode pour trouver les itinéraires optimaux pour les futures missions spatiales sans gaspiller de carburant. L'article est publié dans la revue Astrodynamics .
La nouvelle méthode utilise les mathématiques pour révéler tous les itinéraires possibles d'une orbite à une autre sans conjectures ni utilisation d'une énorme puissance informatique.
Danny Owen, qui a développé la technique au Centre spatial de Surrey, a déclaré :"Auparavant, lorsque des organismes comme la NASA voulaient tracer un itinéraire, leurs calculs reposaient soit sur la force brute, soit sur des conjectures.
"Notre nouvelle technique révèle clairement toutes les routes possibles qu'un vaisseau spatial pourrait emprunter d'un point A à un point B, à condition que les deux orbites partagent un niveau d'énergie commun.
"Cela rend la tâche de planification des missions beaucoup plus simple. Nous le considérons comme une carte de tube pour l'espace."
Au cours des dernières décennies, les missions spatiales se sont de plus en plus appuyées sur la capacité de modifier la trajectoire d'un satellite dans l'espace sans utiliser de carburant.
Une façon d'y parvenir est de trouver des « connexions hétérocliniques », c'est-à-dire des chemins qui permettent aux vaisseaux spatiaux de passer d'une orbite à une autre sans utiliser de carburant.
Les mathématiques permettant de trouver ces chemins sont complexes :elles sont généralement calculées en utilisant une grande puissance de calcul pour parcourir une option après l'autre ou en faisant une « supposition intelligente », puis en l'enquêtant plus en profondeur.
Cette nouvelle technique utilise un domaine mathématique appelé théorie des nœuds pour générer rapidement des trajectoires approximatives, qui peuvent ensuite être affinées. Ce faisant, les agences spatiales peuvent obtenir une liste complète de toutes les routes possibles à partir d’une orbite désignée. Ils peuvent ensuite choisir celui qui convient le mieux à leur mission, de la même manière que vous pourriez choisir un itinéraire en étudiant le plan du métro.
La technique a été testée avec succès sur divers systèmes planétaires, notamment la Lune et les lunes galiléennes de Jupiter. Ces deux éléments sont au centre des missions actuelles et futures.
Le Dr Nicola Baresi, maître de conférences en mécanique orbitale à l'Université de Surrey, a déclaré :« Encouragée par le programme Artemis de la NASA, la course à la nouvelle lune inspire les concepteurs de missions du monde entier à rechercher des itinéraires économes en carburant qui permettent d'explorer de manière plus efficace et plus efficace l'espace. voisinage de la lune.
"Non seulement notre technique rend cette tâche fastidieuse plus simple, mais elle peut également être appliquée à d'autres systèmes planétaires, tels que les lunes glacées de Saturne et de Jupiter."
Plus d'informations : Danny Owen et al, Applications de la théorie des nœuds à la détection de connexions hétérocliniques entre orbites quasi-périodiques, Astrodynamique (2024). DOI :10.1007/s42064-024-0201-0
Fourni par l'Université de Surrey
