Біля Місяця з’явиться свій «космічний аеропорт»: інженери NASA розробили правила руху для кораблів

Фахівці з Техаського університету A&M, Університету Пердью та агентства NASA розробили першу систему керування навколомісячним трафіком для міжнародної космічної станції Gateway. Технологія організовує рух кораблів, що прибувають, за принципом диспетчерської служби аеропортів, розподіляючи апарати у безпечні зони очікування.

Станція Gateway стане першим постійним заселеним форпостом на орбіті Місяця та логістичним вузлом програми Artemis для висадки людей на поверхню. Запуск перших модулів заплановано не раніше 2027 року.

Гало-орбіта NRHO та схема «нитка перлів»

Станцію розмістят на майже прямолінійній гало-орбіті (NRHO) — витягнутій траєкторії з перицентром у 1600 км над північним полюсом Місяця та віддаленням до 64 000 км над південним. Орбіта забезпечує стабільний прямий радіозв’язок із Землею та потребує мінімальних витрат пального для утримання положення.

У періоди активних місячних місій до станції одночасно наближатимуться пілотовані кораблі Orion, посадкові місячні модулі та вантажні човники, які не можуть пристикуватися одночасно через обмежену кількість шлюзів.

Згідно з дослідженням у науковому журналі Acta Astronautica, інженери запропонували вишиковувати кораблі, що очікують, за схемою «нитка перлів» (string of pearls). Апарати розподіляються чітко один за одним уздовж орбітальної траєкторії попереду та позаду станції, зберігаючи розраховані інтервали безпеки.

Тисячі симуляцій та економія пального

Як повідомляє науковий портал Phys.org, дослідники провели тисячі чисельних симуляцій з урахуванням гравітаційних збурень Сонця, Землі та нерівномірного поля Місяця, а також похибок навігаційних гіроскопів.

Спеціальний алгоритм відносного підтримання орбіт довів, що серія регулярних мікроімпульсів двигунів дозволяє точно контролювати дистанцію між сусідніми кораблями без надмірних витрат пального.

У міру розширення місячної інфраструктури координація руху на відстані 386 000 км від Землі стане самостійною галуззю космічної навігації, що забезпечуватиме безаварійні польоти експедицій NASA, ESA, JAXA та Канадського космічного агентства. А на ще дальшому горизонті ту саму проблему дешевої доставки вантажів намагаються вирішити радикальніше — через концепцію космічного ліфта.