На Луне в ближайшие десятилетия появится первый космический «аэропорт» — станция Gateway, которая станет ключевым пунктом для миссий между Землей и Луной. В отличие от земных аэропортов, здесь не будет взлетных полос: все движение станет строиться на сложных математических расчетах, учитывающих гравитацию Земли и Луны. Эта система поможет безопасно координировать полеты капсул Orion, лунных посадочных модулей и грузовиков, несмотря на отсутствие привычной инфраструктуры.
Чтобы люди могли надолго остаться на Луне, важно не просто долететь, а создать безопасную инфраструктуру. Главная ее часть, станция Gateway, будет двигаться по особой околопрямоугольной гало-орбите: эта траектория вытянутая, как яйцо, она проходит близко к северному полюсу Луны и уходит далеко за южный, почти на 65 тысяч км. Благодаря такой форме орбита позволяет всегда быть на связи с Землей и экономит топливо.
Но движение там непростое: на этой орбите космические аппараты постоянно находятся под влиянием гравитации Земли и Луны, которые тянут их в разные стороны. Для одного корабля это не проблема — он может периодически корректировать курс. Но когда вокруг появляются сразу несколько аппаратов — капсулы с астронавтами, грузовики, посадочные модули — важно, чтобы они не мешали друг другу и не столкнулись.
Если не организовать порядок, риск аварии резко возрастет — поэтому так необходимо четкое управление движением, как на оживленном перекрестке. Именно это и требует особой системы, чтобы все корабли могли безопасно ждать своей очереди, подходить к станции и уходить, не создавая угрозы для экипажа и миссии.
Ученые из Техасского университета A&M, NASA и Университета Пердью разработали специальные правила — своего рода «дорожные указания» для космических аппаратов и их перемещения на орбите вокруг станции Gateway. С помощью тысяч симуляций они нашли способ, как держать аппараты на безопасном расстоянии, тратя минимум топлива. Оказалось, что небольшое увеличение числа корректирующих маневров позволяет значительно точнее удерживать позиции, что делает движение предсказуемым и безопасным.
Прибывающие корабли будут выстраиваться в цепочку, как жемчужины на нитке, постепенно приближаясь к станции в нужное время: такой порядок снизит риски и упростит планирование сложных операций. Главное — точность и предсказуемость: чем лучше известно местоположение каждого аппарата, тем эффективнее и безопаснее вся система.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что лунная почва хранит воспоминания о взрывах звезд.