Blog
ملاقات با هالی در سال ۲۰۶۰؛ ایده پرتاب فضاپیما برای تعقیب معروفترین دنبالهدار تاریخ
توضیح ویدئو: جوتو، فضاپیمای آژانس فضایی اروپا، در سال ۱۹۸۶ از فاصله حدود ۵۹۶ کیلومتری هسته دنبالهدار هالی عبور کرد و نخستین تصاویر نزدیک از هسته یک دنبالهدار را ثبت کرد.
پیشنهادهای زیادی برای مأموریتهایی که بتوانند به دنبالهدار هالی سفر کنند، ارائه شده است، اما بسیاری از آنها برای تأمین نیروی پیشرانش موردنیاز بهمنظور رسیدن به دنبالهدار، به فناوریهای فرضی متکی بودهاند.
پژوهشگران در مقاله جدید تلاش کردهاند مأموریتهایی را بررسی کنند که با استفاده از فناوریهای موجود و عملیاتی قابل انجام باشند. این نخستین مقالهای نیست که چنین رویکردی را بررسی میکند، اما چند گزینه جالب برای اجرای مأموریتی هیجانانگیز، هرچند طولانی در چند دهه آینده ارائه میدهد.
همانطور که میتوان حدس زد، فضاپیمای تعقیبکننده هالی نیازمند دریافت کمک گرانشی خواهد بود. در واقع، فضاپیما باید از دو کمک گرانشی استفاده کند و به دور هر دو غول گازی منظومه شمسی، یعنی مشتری و زحل بچرخد. پژوهشگران در مقاله توضیح میدهند: «کمک گرانشی مشتری، فضاپیما را در مسیری هذلولیشکل و پرانرژی به سوی زحل قرار میدهد.»
سپس «کمک گرانشی زحل، شیب مداری فضاپیما را تغییر میدهد تا به صفحه مداری هالی برسد. در نهایت، سامانه پیشرانش مسیر فضاپیما را تنظیم میکند تا ملاقات با دنبالهدار کامل شود.»
برای اجرای مأموریت، مشتری و زحل باید در موقعیت مداری مناسبی نسبت به یکدیگر قرار داشته باشند. پژوهشگران فرصتهای زیادی برای استفاده از کمک گرانشی مشتری شناسایی کردند، اما این مانورها باید در زمان و مکان مناسب انجام شوند تا فضاپیما با کمترین میزان مصرف سوخت ممکن به سمت زحل فرستاده شود.
برای اجرای مأموریت، مشتری و زحل باید در موقعیت مداری مناسبی نسبت به یکدیگر قرار داشته باشند
محدودیت همراستایی زحل و مشتری، موجب شد که بسیاری از مسیرها کنار گذاشته شوند، اما پژوهشگران در نهایت توانستند چندین مسیر مناسب را با تاریخ پرتاب در دهه ۲۰۳۰ شناسایی کنند که در نهایت امکان رسیدن به دنبالهدار هالی را فراهم میکنند.
پژوهشگران توضیح میدهند: «بهترین راهکار، انجام مأموریت در سال ۲۰۳۶، با فرض جرم کل دوهزار کیلوگرم (شامل سوخت) برای فضاپیما و پرتاب در ماه اوت با پارامتر انرژی پرتاب معادل ۱۰۳ کیلومتر مربع بر مجذور ثانیه است. در آن صورت، فضاپیما در سپتامبر سال ۲۰۶۰، در فاصله ۴٫۵۷ واحد نجومی از خورشید، به هالی میرسد و در آن زمان جرم خشک آن ۱۰۲۷ کیلوگرم خواهد بود.»
«مسیر جایگزین دیگری نیز وجود دارد که با پرتاب در سپتامبر ۲۰۳۷ و پارامتر انرژی پرتاب معادل ۱۰۹ کیلومتر مربع بر مجذور ثانیه، فضاپیما را در سپتامبر ۲۰۶۰ به دنبالهدار میرساند. این ملاقات در فاصله ۴٫۶۳ واحد نجومی از خورشید رخ میدهد و جرم نهایی فضاپیما ۹۱۶ کیلوگرم خواهد بود.»
جرم نهایی فضاپیما که در اینجا به آن اشاره شده، اهمیت دارد؛ زیرا نشاندهنده مقدار سوخت باقیمانده برای بهکارگیری سامانههای فضاپیما هنگام نزدیکشدن به دنبالهدار است.
پژوهشگران اشاره میکنند که انرژی پرتاب موردنیاز برای مأموریت زیاد است، هرچند غیرعادی نیست. همچنین به گفته آنها، اگر طراحی فضاپیما از ابتدا با درنظر گرفتن الزامات جرمی مأموریت ۲۰۳۷ انجام شود، در صورت از دسترفتن فرصت پرتاب ترجیحی در سال ۲۰۳۶، مسیر ۲۰۳۷ همچنان قابل اجرا خواهد بود.
مقاله هنوز داوری همتا نشده و در پایگاه پیشانتشار آرکایو منتشر شده است.
