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¿Cómo se encuentran las trayectorias interplanetarias?

¿Cómo se encuentran las trayectorias interplanetarias que implican maniobras de asistencia gravitatoria?

Ejemplos:

  • La nave espacial MESSENGER sobrevoló la Tierra, Venus y Mercurio antes de entrar en órbita.
  • la nave espacial Juno sobrevolará la Tierra (de regreso tras el lanzamiento) antes de continuar hacia Júpiter
  • muchos más...

¿Se encuentran mediante una búsqueda por fuerza bruta de prácticamente todos los caminos posibles o existe un método más directo para encontrar estas útiles alineaciones?

Si decidiera partir hacia Neptuno hoy mismo (utilizando la asistencia por gravedad), ¿cómo encontraría una buena ruta y existen herramientas de este tipo en el escritorio?

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UnkwnTech Puntos 21942

Si decidiera partir hacia Neptuno hoy mismo (utilizando la asistencia por gravedad), ¿cómo encontraría una buena ruta y existen herramientas de este tipo en el escritorio?

No sé nada sobre lo de "encontrar una buena ruta", pero tengo entendido que la principal herramienta utilizada para estos cálculos es el Kit de herramientas SPICE y, si no me equivoco, ya no está controlado por el ITAR, por lo que cualquiera puede descargarlo.

Yo tampoco lo he utilizado nunca, así que no tengo ni idea de qué tipo de interfaces de usuario tiene; sólo lo utilizamos para calcular la ubicación de las naves espaciales a través de una API.

(y esto me recuerda que en la película "Starship Troopers", si el ordenador es capaz de confirmar que la nueva ruta es la "ruta óptima", ¿por qué dependían de que los humanos pusieran la ruta en primer lugar?)

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El primer uso del campo gravitatorio de un planeta para acelerar una nave espacial hacia otro planeta fue por Mariner 10 lanzado en 1973, que utilizó el campo gravitatorio de Venus para ser acelerado hacia el planeta Mercurio a principios de 1974. Pioneer 10 y Pioneer 11 lanzadas en 1972 y 1973, utilizaron el campo gravitatorio de Júpiter más tarde, en 1974, para alcanzar el espacio interestelar, y la Pioneer 11 también pasó por Saturno. Viajeros 1 y 2 se lanzaron en 1977, utilizando de nuevo la gravedad de Júpiter para alcanzar el espacio interestelar, pasando ambas también por Saturno y la Voyager 2 por Urano en 1986 y Neptuno en 1989.

Me he adentrado en esta historia para mostrar cómo se utilizaba la técnica básica al principio de la era espacial con ordenadores mucho menos capaces que los que tenemos hoy en día. Dado que la mayor parte de la trayectoria de todas estas naves espaciales está definida en su mayor parte por sucesivas problemas de dos cuerpos (Sol y nave espacial, planeta y nave espacial), los requisitos informáticos totales no son excesivos.

Más recientemente, como usted ha señalado, se han realizado trayectorias más exóticas con sobrevuelos repetidos de la Tierra, Venus y Mercurio. Aunque más elaboradas y con más parámetros disponibles, las tareas informáticas básicas no son tan difíciles. Aunque añadir encuentros puede ahorrar energía, también añaden tiempo de misión debido a los lentos cruceros entre encuentros planetarios. Añadiré que la complejidad de las misiones aumenta considerablemente si se tienen en cuenta los cambios de energía adicionales, llamados maniobras en el espacio profundo (DSM), disparando propulsores en una dirección específica durante un tiempo determinado, en los itinerarios. Esto se debe a que los DSM pueden realizarse en una serie de momentos posibles, en lugar de únicamente en los momentos de los encuentros planetarios.

Un ordenador de sobremesa debería ser capaz de ejecutar fácilmente este software, y los planificadores de misiones aficionados podrían intentarlo si disponen de un paquete adecuado.

Sin embargo, hay un tipo de misiones que requieren un uso mucho más intensivo de ordenadores, y son misiones como las siguientes Amanecer que está visitando los asteroides Vesta y Ceres, donde el empuje es bajo pero continuo, utilizando células solares para proporcionar energía para mantener los iones fluyendo fuera del escape del cohete a alta velocidad. Sería como una serie continua de DSM.

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