أعلن الدكتور آلان كارديك دي ألميدا جونيور، الباحث الرئيسي في الدراسة من جامعة كويمبرا، أن المسار الجديد يهدف إلى تقليل استهلاك الوقود في رحلات الوصول إلى القمر. توضح الدراسة أن القياس يُركّز على أثر سرعة المركبة وليس على حجم الوقود المستخدم، وأن المسار المقترح يستفيد من نقاط لاغرانج الطبيعية في النظام الشمسي. وتبيّن النتائج أن المسار الجديد يقلل استهلاك الوقود بمقدار 58.8 مترًا في الثانية مقارنةً بأكثر المسارات كفاءة التي تم اكتشافها سابقًا. وتؤكد الدراسة أن إطارًا رياضيًا حديثًا يُسمّى “نظرية الاتصالات الوظيفية” مكّن من حساب ملايين المسارات المحتملة بدلاً من آلاف، لاختيار المسار الأكثر كفاءة.
مبادئ المسار الجديد
يشرح الفريق أن المسار يعتمد على نقاط لاغرانج الخمس التي تتوازن عندها القوى الجاذبية للأرض والقمر والشمس، مما يتيح للمركبة الوقوف في إحدى هذه النقاط ثم الانتقال نحو القمر دون الحاجة إلى حرق وقود إضافي. وتلاحظ المدارية أن مدارات لاغرانج غير مستقرة بطبيعتها، وبالتالي فإن تغيّرًا بسيطًا في المسار قد يؤدي إلى نتائج كبيرة. كما يذكر البحث أن حساب جميع المسارات المحتملة عبر نقطة لاغرانج بين الأرض والقمر كان سابقًا يستغرق وقتًا طويلاً، ما حصر الخيارات. اعتمد الباحثون إطارًا رياضيًا جديدًا يسهل الحسابات وأتاح محاكاة ملايين المسارات المحتملة.
نتائج المحاكاة وتوقعاتها
في المحاكاة التي نفذها الفريق، اختُرِعت 30 مليون طريقة مختلفة للوصول إلى القمر بهدف تحديد الخيار الأمثل. أظهرت النتائج أن الأفضلية تتحقق عندما يتم الاقتراب من المدارات القريبة من القمر من جانبها الأقرب إليه، بخلاف التوقعات السابقة. وتثبت الدراسة أن هذا النهج يوفّر استهلاك الوقود بشكل ملحوظ مقارنةً بالمسارات التقليدية. كما تُظهر النتائج أن تطبيق المسار الجديد يمكن أن يوفر على وكالات الفضاء مبالغ كبيرة في التكاليف المستقبلية.
وتشير تقديرات الصحيفة البريطانية إلى أن صاروخ نظام الإطلاق الفضائي يستهلك أكثر من مليوني لتر من الوقود بتكلفة تقارب أربعة مليارات دولار لكل إطلاق. وتحتاج مركبة أوريون إلى كمية وقود إضافية للوصول إلى سطح القمر، وفقًا للتقرير. وتشير النتائج إلى أن المسار الجديد يمكن أن يوفر أموال طائلة لوكالات الفضاء عبر مسارات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود. كما تبرز الدراسة أن تطبيق هذا المسار قد يساهم في تحسين جدوى المهمات الفضائية المستقبلية.
