У Луны появится свой «космический аэропорт»: инженеры NASA разработали правила движения для кораблей

Специалисты из Техасского университета A&M, Университета Пердью и агентства NASA разработали первую систему управления окололунным трафиком для международной космической станции Gateway. Технология организует движение прибывающих кораблей по принципу диспетчерской службы аэропортов, распределяя аппараты в безопасные зоны ожидания.

Станция Gateway станет первым постоянным обитаемым форпостом на орбите Луны и логистическим узлом программы Artemis для высадки людей на поверхность. Запуск первых модулей запланирован не ранее 2027 года.

Гало-орбита NRHO и схема «нитка жемчуга»

Станцию разместят на почти прямолинейной гало-орбите (NRHO) — вытянутой траектории с перицентром в 1600 км над северным полюсом Луны и удалением до 64 000 км над южным. Орбита обеспечивает стабильную прямую радиосвязь с Землёй и требует минимальных затрат топлива для удержания положения.

В периоды активных лунных миссий к станции будут одновременно приближаться пилотируемые корабли Orion, посадочные лунные модули и грузовые челноки, которые не могут пристыковаться одновременно из-за ограниченного количества шлюзов.

Согласно исследованию в научном журнале Acta Astronautica, инженеры предложили выстраивать ожидающие корабли по схеме «нитка жемчуга» (string of pearls). Аппараты распределяются строго друг за другом вдоль орбитальной траектории впереди и позади станции, сохраняя расчётные интервалы безопасности.

Тысячи симуляций и экономия топлива

Как сообщает научный портал Phys.org, исследователи провели тысячи численных симуляций с учётом гравитационных возмущений Солнца, Земли и неравномерного поля Луны, а также погрешностей навигационных гироскопов.

Специальный алгоритм относительного поддержания орбит доказал, что серия регулярных микроимпульсов двигателей позволяет точно контролировать дистанцию между соседними кораблями без избыточного расхода топлива.

По мере расширения лунной инфраструктуры координация движения на расстоянии 386 000 км от Земли станет самостоятельной отраслью космической навигации, обеспечивающей безаварийные полёты экспедиций NASA, ESA, JAXA и Канадского космического агентства. А на ещё более дальнем горизонте ту же проблему дешёвой доставки грузов пытаются решить радикальнее — через концепцию космического лифта.