La teoría de nudos podría revelar los mejores caminos en el espacio

La teoría de nudos podría revelar los mejores caminos en el espacio

Muchas naves espaciales, después de completar sus misiones científicas, continúan orbitando el objeto estudiado. Sin embargo, en algunas situaciones, tras cumplir su objetivo principal, pueden ser maniobrados a otra órbita que los científicos quisieran explorar, con el problema de la disponibilidad de combustible. Sin embargo, los investigadores han descubierto que la teoría de nudos puede resolver este problema.

Para los que tienen prisa:

  • Trazar rutas espaciales económicas requiere mucho tiempo y cálculos computacionales;
  • En una nueva investigación, se señaló que la teoría de nudos puede facilitar esto;
  • Las pruebas han demostrado que la técnica puede ayudar a elegir la mejor ruta para los objetos en el espacio.

Algunas de las trayectorias orbitales creadas por las naves espaciales permiten cambios utilizando poco o ningún combustible, pero descubrir estas trayectorias es computacionalmente costoso. Ahora una nueva investigación publicada en la revista. Astrodinámica, demostró que la teoría de nudos puede encontrar estos caminos más fácilmente.

La teoría de nudos es como un GPS de curvas tridimensionales cerradas, que podría usarse para intentar descubrir la forma más fácil de desenredar una maraña de hilos de pescar, así como para encontrar la mejor trayectoria para una nave espacial en un sistema planetario tan poblado como el de la Tierra. Júpiter y todas sus lunas. Según la investigación, utilizar la teoría requeriría menos potencia computacional.

Los diagramas muestran un conjunto de posibles rutas que podría tomar una nave espacial entre diferentes regiones cercanas a la Luna (Crédito: Danny Owen/Nicola Baresi)

Anteriormente, cuando empresas como la NASA querían trazar una ruta, sus cálculos se basaban en la fuerza bruta o en conjeturas. Nuestra nueva técnica revela claramente todas las rutas posibles que una nave espacial podría tomar de A a B, siempre que ambas órbitas compartan un nivel de energía común.

Danny Owen, astrofísico, en un comunicado

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Teoría de nodos y rutas espaciales.

El gran problema al trazar rutas a planetas, lunas y otros objetos espaciales es que nada en el espacio es fijo. Cuando se lanzan misiones, enviamos naves espaciales a altas velocidades, partiendo de la Tierra en movimiento, hacia otro objeto que también se está moviendo.

Como el combustible es un recurso limitado, la mejor ruta suele ser la más económica. Los astrónomos trazan estas rutas utilizando conexiones heteroclínicas, donde la nave espacial pasa de una órbita a otra utilizando la menor cantidad de energía. Sin embargo, estas rutas requieren muchos cálculos computacionales y tiempo para llevarse a cabo.

Con la teoría de nudos, los investigadores señalan que se puede realizar una “detección robusta de conexiones heteroclínicas”. A partir de ahí, los navegantes podrán elegir la ruta que mejor se adapte a la misión.

Los investigadores probaron la técnica en las lunas galileanas (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Reproducción)
Los investigadores probaron la técnica en las lunas galileanas (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Reproducción)

La técnica fue probada en sistemas planetarios como la Luna y las lunas galileanas de Júpiter y los resultados demostraron que puede simplificar todo.

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