Rumfartøjer får et løft i aerogravity-assisterede interaktioner

I et nyligt papir offentliggjort i EPJ særlige emner , Jhonathan O. Murcia Piñeros, en post-doc forsker ved Space Electronics Division, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, Brasilien, og hans medforfattere, kortlægge energivariationerne i rumfartøjets kredsløb under 'aerogravity assisted' (AGA) manøvrer. En teknik, hvor energigevinster tildeles et rumfartøj ved et tæt møde med en planet eller et andet himmellegeme via kroppens atmosfære og tyngdekraft.

I 2019, Voyager 2 blev det andet menneskeskabte objekt, der forlod solsystemet, efter sin modstykke Voyager 1. Energien til at bære disse sonder blev opnået via interaktioner med solsystemets gigantiske planeter - et eksempel på en ren gravitationsassisteret manøvre.

Det emne, der behandles af papiret, er et emne, der er blevet behandlet fra en række forskellige vinkler før, men holdet tog den nye tilgang til at overveje en passage inde i atmosfæren på en planet og virkningerne af rumfartøjets rotation, mens det udfører en sådan manøvre. I løbet af simuleringen af ​​over 160, 000 AGA-manøvrer rundt om Jorden, holdet justerede parametre såsom masser, størrelser og vinkelmomentum, for at se, hvordan dette ville påvirke 'træk' på rumfartøjet, og dermed ændre mængden af ​​tilført energi.

Forskerne opdagede, at jo større værdierne af forholdet mellem areal og masse (A/m - det omvendte af arealtæthed), som de brugte i deres modeller, jo større modstand var sonden, og dermed, jo større energitab det oplevede på grund af dette træk, og jo lavere dens hastighed var som et resultat, men det kan øge energigevinsten fra tyngdekraften, på grund af den større rotation af rumfartøjets hastighed. Den samme effekt øgede også det område, hvor energitab fandt sted, og reducerede samtidig det område, hvor maksimal hastighed kan opnås.

Deres resultater indikerer, at da dette er det omvendte af områdetæthed og tæthed falder af i større højder, modstand kan reduceres med en bane, der bringer et fartøj ind i højere højder. Dette kan i sidste ende nærme sig værdierne af bane givet af en ren tyngdekraftsassisteret AGA.

Som Voyager-missionerne viser, når det udføres med maksimal effektivitet, AGA-manøvrer har potentialet til at sende menneskeheden ud over vores solsystems rækkevidde ind i den bredere galakse.