Будущая окололунная станция NASA Gateway отменена и даже будет разобрана на запчасти, но сама идея такого перевалочного пункта может получить продолжение. По мере увеличения трафика между Землёй и Луной на окололунной орбите может появиться другая станция, через которую будут проходить грузы и экипажи на пути к поверхности спутника. Если полёты действительно станут регулярными, движение космических аппаратов придётся каким-то образом регулировать и оптимизировать. У учёных уже есть тщательно рассчитанные рекомендации на этот счёт.

Исследование провели специалисты Техасского университета A&M (Texas A&M University), Космического центра NASA имени Линдона Джонсона (NASA Johnson Space Center) и Университета Пердью (Purdue University). Они разработали математическую модель управления потоком космических аппаратов, призванную предотвратить хаос при одновременном прибытии нескольких кораблей к одной окололунной станции. Фактически речь идёт о первых правилах движения для будущего «лунного аэропорта», роль которого первоначально отводилась Gateway, а в перспективе может достаться другой станции.

Исследователи исходили из того, что такая станция будет двигаться по орбите NRHO (near-rectilinear halo orbit — почти прямолинейная гало-орбита), которая ранее была выбрана для Gateway. Это сильно вытянутая траектория вокруг Луны, при которой станция проходит примерно в 1600 км от северного полюса спутника, а затем удаляется почти на 64 000 км над его южным полюсом. Такая орбита обеспечивает постоянную связь с Землёй и требует сравнительно небольших затрат топлива для поддержания, однако сложное взаимодействие гравитации Земли и Луны затрудняет управление несколькими кораблями, одновременно приближающимися к станции.

В отличие от самолётов в земном аэропорту, космические аппараты не могут просто остановиться и ждать свободного места у терминала. Они постоянно движутся по орбите, а ожидание стыковки может растянуться на часы, дни или даже недели. Исследователи провели тысячи компьютерных симуляций, учитывая ошибки навигации, погрешности работы двигателей и гравитационное воздействие небесных тел. В результате они предложили концепцию «нитки жемчуга»: ожидающие стыковки корабли располагаются через рассчитанные интервалы впереди или позади станции на той же орбите.

Для поддержания такого построения учёные предложили использовать алгоритмы относительного управления орбитой, которые отслеживают положение каждого аппарата относительно станции, а не Луны или Земли. Небольшие, но более частые коррекции траектории позволяют удерживать корабли в предсказуемых позициях при минимальном расходе топлива и одновременно снижать риск столкновений.

Предложенная система пока не является официальным сводом правил движения на орбите Луны, тем более что сама Gateway уже отменена. Однако разработанные принципы могут лечь в основу будущей системы управления окололунным трафиком — своеобразной диспетчерской службы для эпохи регулярных полётов между Землёй и Луной.

Источник:

Материалы по теме

Материалы по теме