Antik asteroit verilerinde keşfedilen bir yörünge kısayolu, Marte’ye gidiş-dönüş yolculuğunun yalnızca 226 günde, dönüş yolculuğunun ise 56 gün sürmesine olanak tanıyor. Rota, güneş sisteminin mevcut konfigürasyonu içinde geometrik olarak geçerli ve 2031’de açılıyor. Porém’ye ulaşmak, Europa’nin hâlihazırda ortak kuruluşlarla birlikte geliştirip test ettiği bir teknoloji olan nükleer termal tahrik gerektiriyor.
Son derece hızlı yörünge, Oliveira Souza’nin astrofizikçisi Marcelo, Norte Fluminense’nin Universidade Estadual’si tarafından tanımlandı. Ele, referans geometrik model olarak asteroit 2001 CA21’in 2015 ön yörünge verilerini kullanmış ve Terra ile Marte arasındaki transfer açılarını test etmek için geleneksel yaklaşımların yakalayamadığı bir analiz planı oluşturmuştur.
Kimyasal itiş gücüne meydan okuyan geometri
20 Nisan 2031’de Terra’den ayrılan bir uzay aracı, 56 gün sonra Mars yörüngesine varacak. Mürettebat beş hafta boyunca yüzeyde kalacak ve Marte’nin fırlatılmasından 135 gün sonra Terra’ye dönecek ve toplamda 226 günlük bir görev yapacaktı. Para’nin gidiş-dönüş yörüngesi olan bu zaman çizelgesi, şimdiye kadar tasarlanmış herhangi bir insanlı görev tasarımından çok daha kısadır.
Zorlu kimyasal tahrik, yalnızca dışarıya doğru yolculuk için yedi ila dokuz ay gerektirir. 56 günlük geçişe ulaşmak için gereken hızlar, her türlü geleneksel kimyasal senaryoyu yok ediyor. Bu yörüngenin aşırı hiperbolik hızı saniyede 16,9 kilometreye ulaşıyor ve standart bir Marte görevinden 15 kat daha fazla enerji gerektiriyor.
“Extreme” adı verilen bir alternatif, çıkışta 33 gün, yüzeyde 30 gün ve dönüşte 90 günü birleştirerek toplam süreyi 153 güne indiriyor. Porém bu seçenek, geleneksel bir görevin 40 katı enerji gerektirir ve halihazırda kullanılan herhangi bir kimyasal aşamanın teorik sınırının üzerinde, saniyede 27,5 kilometrelik bir kalkış hızına ulaşır. Marte’ye varış saniyede 16,6 kilometre hızla gerçekleşecek ve Terra’nin atmosferine saniyede 15,1 kilometre hızla yeniden giriş gerçekleşecek; bu değerler, halen geliştirilmekte olan termal koruma malzemelerinin sınırlarını test ediyor.
Sorunu neden yalnızca nükleer itki çözüyor?
Acta Astronautica dergisinde yayınlanan çalışma, kimyasal roketlerin bu enerji açığını dolduramayacağı sonucuna varıyor. Tanımlanan tek teknoloji kolu, sıvı hidrojeni bir reaktör çekirdeğinden ısıtan ve kimyasal yanmanın kabaca iki katı verimlilikle gazı dışarı atan nükleer termal tahrik veya NTP’dir.
Essa teknolojisi teorik alanda kalmıyor. Fransız araştırma ajansı CEA, Agência Espacial Europeia için ArianeGroup ve Framatome ortaklığıyla geliştirilen Alumni adlı bir fizibilite çalışmasını 2023 yılında başlattı. Ajansın resmi duyurusu, amacın Marte’ye geçişleri azaltarak astronotların uzun uçuş sırasında kozmik radyasyona maruz kalmasını azaltmak olduğunu ayrıntılarıyla anlatıyor.
CEA ayrıca, güneş ışığının güneş panelleri için yetersiz olduğu görevlerde nükleer elektrik tahrikine odaklanan RocketRoll adlı paralel bir araştırma hattı da geliştiriyor. Ambos projeleri, 2035 civarında bir prototipi hedefleyen bir Avrupa teknoloji yol haritasını besliyor; bu, operasyonel açıdan anlamlı olacak kadar 2031 lansman penceresine yeterince yakın bir zaman çizelgesi.
Uzay nükleer teknolojisinde Avrupa Competência
CEA program yöneticisi Xavier Averty, kuruluşun 1980’lerden bu yana nükleer termal ve elektriksel uzay itiş gücü geliştirdiğini ve bu yeteneğe sahip tek Avrupalı araştırma kuruluşu olmaya devam ettiğini bildirdi. Birikmiş yeterlilik, Europa’yi, Marte’ye hızlı seyahati mümkün kılan tek teknolojide lider konumuna getiriyor.
Alumni ve RocketRoll projeleri izole girişimler değildir. Representam, Fransız araştırmalarının, Avrupa havacılık endüstrisinin ve kıtasal uzay ajansının düzenleyici çerçevesinin belirli bir hedefe doğru birleştiği stratejik bir entegrasyondur: uzay güvenliği ve biyolojik yaşayabilirlik ile uyumlu bir süreye sahip bir Marte misyonunu mümkün kılmak.
Eski verilerden keşif yöntemi
Oliveira Souza’nin Marcelo’si egzotik fiziğe başvurmadı veya yeni motorlar tasarlamadı. Ele, eski yörünge verilerinin geometrik bir filtre olarak çalıştığı metodolojik bir yaklaşım kullandı. 2001 CA21 asteroitinden alınan 2015 verileri, Terra ve Marte’nin yörüngeleriyle kesişen uzun, düşük eğimli bir elips tanımladı. Daha sonra Observações, şeklini değiştirerek bu yörüngeyi geliştirdi, ancak ilk veriler nadir bir şey sundu: aşırı aktarım açılarını test etmek için bir referans düzlemi.
Araştırmacı katı bir kural koydu: Herhangi bir aday yörüngenin asteroitin yörünge düzleminden beş derece uzakta kalması gerekiyordu. Usando, uzaydaki iki nokta arasındaki olası yörüngeleri hesaplayan standart bir astrodinamik aracı olan Lambert için bir çözücüdür ve Mars karşıtlığının gelecekteki üç penceresini simüle eder. 2027 ve 2029 yılları başarısız oldu. Enerji talebi çok fazla arttı veya geometri, dönüş devresinin kapanmasını engelledi.
2031 penceresi farklı davrandı. Produziu Her ikisi de Nisan ayında aynı gün Terra’den ayrılan, yalnızca geçiş süresi ve Mars’ta kalma seçenekleriyle farklılaşan iki tam gidiş-dönüş mimarisi.
Transformar teorisinin gerçeğe dönüştürülmesi
Acta Astronautica’de yayınlanan makale, araç mühendisliğini, kütle bütçelerini, emme profillerini veya termal absorpsiyon hesaplamalarını ele almamaktadır. Ancak Oferece, gerçek yörüngesel efemeris verileri içerisinde Marte için hızlı ve kapalı bir görev geometrisinin mevcut olduğuna dair sayısal kanıt sunmaktadır. Çözüm, gözlemsel belirsizliği yansıtan konumsal salınımlar altında bozulmadan kalır.
Şimdi soru, diğer erken dönem asteroit çözümlerinin benzer modelleri kodlayıp kodlamadığıdır. Levantamento popülasyonu gelecekteki çalışmalar için kalır. 226 günlük yolculuk şimdilik sadece kağıt üzerinde var. Metal ve itici gazdaki Transformá, geometrinin tanımladığı hırsla eşleşen bir motor gerektirecektir.