El aerofrenado se utiliza comúnmente para frenar las naves espaciales cuando llegan a varios sistemas planetarios. Requiere que una nave espacial se sumerja en la atmósfera de un cuerpo celeste del sistema planetario, como una luna o el propio planeta, y utilice la resistencia de esa atmósfera para reducir parte de su velocidad. Esta desaceleración le permitiría entonces entrar en órbita en el sistema planetario sin llevar el combustible extra necesario para realizar maniobras durante el vuelo propulsado, ahorrando así peso en la misión y reduciendo su coste.
Desafortunadamente, decir que la dinámica orbital de tal maniobra es complicada es quedarse corto. Pero, en última instancia, para que cualquier aerofrenado sea viable, alguien tiene que hacer los cálculos. Y eso es exactamente lo que Jakob Brisby y Jame Lyne, estudiante de posgrado y profesor de la Universidad de Tennessee Knoxville, hicieron con algunos de los sistemas planetarios menos visitados del sistema solar: Neptuno.
De las 14 lunas de Neptuno, los investigadores eligieron la más grande, Tritón, como objetivo para la asistencia de frenado aerodinámico. Según un artículo reciente publicado en arXiv (que, como todos los artículos sobre arXiv, aún no ha sido revisado por pares), se inspiraron en un trabajo que utilizó la atmósfera de Titán para frenar una nave espacial en el sistema de Saturno que se fabricó en los años 90. .
Aunque Tritón tiene atmósfera, y a pesar de ser la luna con la segunda atmósfera más densa, tiene sólo aproximadamente ¼ de la densidad de Titán, cuya atmósfera es incluso más espesa que la de la Tierra. Tritón tiene una clara ventaja en términos de utilidad para el frenado aerodinámico: está en órbita retrógrada alrededor de Neptuno, lo que permite que la velocidad de la nave espacial disminuya rápidamente, ahorrando aún más combustible.
La mayor parte del trabajo matemático preliminar se presentó en artículos anteriores de la pareja, y el enfoque de este nuevo artículo fue el uso de una tecnología de aerofreno específica, probada en vuelo, como parte del diseño de la misión. Conocido como Prueba de vuelo en órbita terrestre baja de un desacelerador inflable (LOFTID), el sistema parece un escudo térmico gigante adherido al borde frontal de la nave espacial. Se sometió con éxito a una prueba de vuelo el año pasado, y los detalles de esa prueba de vuelo forman la base de las matemáticas del nuevo artículo.
Las matemáticas resultantes están bien descritas en el artículo, pero pueden resumirse de forma relativamente sencilla. Es posible utilizar la tecnología de frenado aerodinámico LOFTID para aprovechar la atmósfera relativamente escasa de Tritón para ralentizar una misión hasta el punto en que entraría en una órbita alrededor de Neptuno.
Dado que hasta ahora ninguna nave espacial ha entrado en órbita alrededor de Neptuno, esto en sí mismo sería una hazaña tecnológica digna de reconocimiento. Pero viene con algunas advertencias. En primer lugar, el viaje al planeta más lejano tardaría aproximadamente 15 años. En segundo lugar, sería necesario adoptar un ángulo específico en el sistema para utilizar plenamente el aspecto retrógrado de la órbita de Tritón. En tercer lugar, antes de la misión tendría que desarrollarse algún tipo de tecnología de despliegue, que no formaba parte de la demostración de la tecnología LOFTID original.
Não há menção no artigo sobre para qual missão específica essa ideia seria útil, e uma breve pesquisa na web mostra que não há nenhuma missão confirmada planejada para Netuno no momento em que este artigo foi escrito, com a possível exceção de uma missão chinesa para lançar Próximo año. Eso deja mucho tiempo para que Brisby y Lyne continúen desarrollando su idea de utilizar una de las lunas más intrigantes del sistema solar para ayudar a ahorrar una cantidad significativa de dinero.
Saber mas:
Brisby y Lyne- Asistencia de aerogravedad Triton mediante aerofreno inflable probado en vuelo para capturar la órbita de Neptuno
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UT – New Horizons detecta la luna Tritón de Neptuno
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Imagen principal:
Representación artística del proceso de frenado aerodinámico del Mars Reconnisance Orbiter.
Crédito – NASA / JPL-Caltech
