Melhor rota para naves espaciais traada com teoria dos ns

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/04/2024

Mapa do metr espacial

Assim como a navegao por satlite eliminou as discusses sobre a melhor rota para voltar para casa, um novo mtodo para calcular as rotas ideais para futuras misses espaciais promete tornar as viagens mais rpidas e com menor consumo de combustvel.

O novo mtodo usa matemtica para traar todas as rotas possveis de uma rbita para outra, sem depender de suposies e nem de supercomputadores.

“Anteriormente, quando gente como a NASA queria traar uma rota, os seus clculos dependiam de fora bruta ou de suposies. A nossa nova tcnica revela claramente todas as rotas possveis que uma nave espacial poderia seguir de A para B, desde que ambas as rbitas partilhem um nvel de energia comum. Isso torna a tarefa de planejar misses muito mais simples. Pensamos nisso como um mapa do metr para o espao,” disse o professor Danny Owen, da Universidade de Surrey, no Reino Unido.

Nas ltimas dcadas, as misses espaciais tm dependido cada vez mais da capacidade de alterar o curso da trajetria de uma nave no espao sem gastar combustvel. Um modo de fazer isso consiste em encontrar as chamadas “conexes heteroclnicas”, os caminhos que permitem que as espaonaves passam de uma rbita para outra de modo passivo, sem precisar acionar os motores.

O problema que a matemtica para encontrar esses caminhos complexa, geralmente calculada usando um vasto poder computacional para analisar uma opo aps a outra, ou pegando “palpites inteligentes” e depois investigando cada palpite mais detalhadamente.

Mesmo sistemas simples, como o Terra-Lua, possuem vrias possibilidades, com diferentes tempos de voo e consumo de combustvel.
[Imagem: Danny Owen et al. – 10.1007/s42064-024-0201-0]

Melhor rota no espao

Esta nova tcnica usa uma rea da matemtica chamada teoria dos ns para gerar rapidamente trajetrias aproximadas, que podem ento ser refinadas. Assim, sem palpites e sem ocupar um supercomputador por semanas, as agncias espaciais podem obter uma lista completa de todas as rotas possveis a partir de uma rbita dada.

Tudo passa ento a ser uma questo de escolher a rota que melhor se adapta a cada misso – da mesma forma que voc escolhe uma rota estudando o mapa do metr.

A tcnica foi testada com sucesso em vrios sistemas planetrios, incluindo o sistema Terra-Lua e as luas de Jpiter, ambos foco de misses atuais e futuras.

“Estimulada pelo programa Artemis da NASA, a nova corrida Lua est inspirando os projetistas de misses em todo o mundo a pesquisar rotas eficientes em termos de combustvel que possam explorar melhor e mais eficientemente a vizinhana da Lua. A nossa tcnica no s torna essa tarefa complicada mais simples, mas tambm pode ser aplicada a outros sistemas planetrios, como as luas geladas de Saturno e Jpiter,” disse o professor Nicola Baresi.

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