Surrey Üniversitesi, uzay görevi rotalarını optimize etmek, yakıt ihtiyacını ve kapsamlı hesaplamaları azaltarak verimliliği artırmak için yeni bir matematiksel yöntem tanıttı. “Uzay için tüp haritasına” benzetilen bu yenilikçi yaklaşım, Ay ve Jüpiter’in uydularını hedef alan görevlerde başarıyla uygulandı. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Surrey Üniversitesi’nin yeni bir matematiksel tekniği, artık metro haritasına benzer şekilde etkili rotaların haritasını çıkararak uzay görevi planlamasını basitleştiriyor ve potansiyel olarak Ay’a ve ötesine seyahatte devrim yaratıyor.
Tıpkı uydu navigasyonunun eve giden en iyi rota üzerinde tartışma ihtiyacını ortadan kaldırması gibi, Surrey Üniversitesi’nden bilim adamları da yakıt israfına gerek kalmadan gelecekteki uzay görevleri için en uygun rotaları bulmak için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Yeni yöntem, tahmine gerek kalmadan veya muazzam bilgisayar gücü kullanmadan bir yörüngeden diğerine olası tüm rotaları ortaya çıkarmak için matematiği kullanıyor.
Yeni Rota Bulma Yönteminin Geliştirilmesi
Tekniği Surrey Uzay Merkezi’nde geliştiren Danny Owen şunları söyledi:
“Daha önce, NASA Bir rota çizmek istediklerinde hesaplamaları ya kaba kuvvete ya da tahmine dayanıyordu.
“Yeni tekniğimiz, her iki yörünge de ortak bir enerji seviyesini paylaştığı sürece, bir uzay aracının A noktasından B noktasına gidebileceği tüm olası rotaları düzgün bir şekilde ortaya koyuyor.
“Bu, görevleri planlama görevini çok daha basit hale getiriyor. Bunu uzay için bir tüp haritası olarak düşünüyoruz.”
Uzay Görevlerinde Yakıt Verimliliğinin Artırılması
Son yıllarda uzay görevleri, yakıt kullanmadan bir uydunun uzaydaki yolunun yönünü değiştirme yeteneğine giderek daha fazla güveniyor.
Bunu yapmanın bir yolu, uzay aracının yakıt kullanmadan bir yörüngeden diğerine geçmesine olanak tanıyan yollar olan ‘heteroklinik bağlantıları’ bulmaktır.
Bu yolları bulmanın matematiği karmaşıktır; genellikle seçeneklerin birbiri ardına geçmesi için muazzam bilgi işlem gücü kullanılarak veya “akıllı bir tahmin” yapılarak ve daha sonra daha ayrıntılı olarak araştırılarak hesaplanır.
Uzay Yolculuğunda Düğüm Teorisine Giriş
Bu yeni teknik, daha sonra iyileştirilebilecek kaba yörüngeleri hızlı bir şekilde oluşturmak için düğüm teorisi adı verilen bir matematik alanını kullanıyor. Bunu yaparak, uzay ajansları belirlenmiş bir yörüngedeki tüm olası rotaların tam listesini elde edebilir. Daha sonra, tüp haritasını inceleyerek bir rota seçebileceğiniz gibi, görevlerine en uygun olanı seçebilirler.
Bu teknik, Ay ve Galilean uyduları da dahil olmak üzere çeşitli gezegen sistemlerinde başarıyla test edildi. Jüpiter. Bunların her ikisi de mevcut ve gelecekteki görevlerin odak noktasıdır.
Daha Geniş Etkiler ve Gelecekteki Uygulamalar
Surrey Üniversitesi Yörünge Mekaniği Öğretim Görevlisi Dr. Nicola Baresi şunları söyledi:
“NASA’nın Artemis programı tarafından teşvik edilen yeni Ay yarışı, dünyanın dört bir yanındaki görev tasarımcılarına Ay’ın çevresini daha iyi ve daha verimli bir şekilde keşfedebilecek yakıt tasarruflu rotaları araştırma konusunda ilham veriyor.
“Tekniğimiz sadece bu hantal görevi daha basit hale getirmekle kalmıyor, aynı zamanda buz gibi uydular gibi diğer gezegen sistemlerine de uygulanabiliyor. Satürn ve Jüpiter.”
Makale dergide yayınlandı Astrodinamik.
Referans: “Yarı periyodik yörüngeler arasındaki heteroklinik bağlantıların tespitine yönelik düğüm teorisinin uygulamaları”, Danny Owen ve Nicola Baresi, 15 Nisan 2024, Astrodinamik.
DOI: 10.1007/s42064-024-0201-0