让我廉价地飞向月球


作者:马库斯·乔(Marcus Chown)如果您有几年的闲暇时间,现在可以使用比以前任何人想象的少50%的燃料来到达月球美国的研究人员利用混乱的变幻莫测,设计了一个从地球到月球的高效两年旅程 “我承认这对乘客来说有点长,”科罗拉多大学博尔德分校的詹姆斯梅斯说 “然而,额外的时间对运费没有任何问题”到目前为止,被认为最经济的轨迹是Hohmann转移轨道这涉及将有效载荷从地球周围的“停车轨道”提升到椭圆轨道,在最远点,它只是触及等效的月球停车轨道然后,一股火箭发动机制动飞船,使其被月球的引力捕获使用Hohmann转移的阿波罗任务花了三天才到达月球现在在纽约西点军校美国军事学院的梅斯和他的同事埃里克·波尔特(Erik Bollt)考虑了如果发射的太空船只有足够的能量来达到地球和月球的重力完全平衡的地方会发生什么这一点,被称为拉格朗日-2点,沿着连接地球和月球的线90%到达拉格朗日-2点的航天器“几乎无法决定是绕地球还是月球”,梅斯说 “在最终航行到月球之前,它可以绕地球轨道运行任意次”这些轨道可以用混沌理论的数学来描述关键特征是轨道上的航天器只需将它带到拉格朗日-2点,就有足够的能量到达月球,因为它的后续轨道是由月球和地球的引力驱动的 “这远远低于标准Hohmann转移所需的能量,”Meiss说通过计算机模拟,一个质量徘徊在地月系统模型中,研究人员很快找到了他们正在寻找的轨道这从距离地球中心59 669公里的停车轨道获得了有效载荷,通过拉格朗日-2并将其插入距离月球中心9 970公里的稳定停车轨道 “麻烦的是,它极度扭曲,花了大约一万年才登上月球,”梅斯说但是Meiss和Bollt注意到他们的轨道多次环绕自身,并意识到他们可以在每一个之前用一小段推力切断这些环在由此产生的轨道中,航天器绕地球旋转48次每当月亮绕过航天器时,它的重力会提升飞行器的速度,并最终以正确的速度和位置通过拉格朗日-2,被月球捕获在月球的10个回路之后,飞行器然后停在所需的停车轨道上考虑到燃料的节省,Meiss和Bollt计算出一枚火箭可以携带比Hohmann轨道多出83%的有效载荷(物理快报A,第204卷,第373页)研究人员表示,如果在月球上建造永久性基地,这将有助于运输材料新方法还可用于计算操纵燃料不足的空间探测器的最佳方法例如,Meiss指向国际太阳探测器卫星,这是一种太阳风探测器,美国宇航局于1985年将其重新定向到彗星Giacobini-Zinner,当时它只剩下100公斤的燃料该机构设计了一个围绕地球绕行六次并绕月球绕行五次的轨道 “他们通过猜测找到了它,”梅斯说 “使用我们的程序,
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