153 günde Mars'a gidiş ve dönüş

Brezilyalı bir gökbilimci asteroit yörüngelerini kısayol olarak kullanıyor ve Mars'a seyahat süresini %85 oranında kısaltabilir.

Mevcut durumda, Mars'a yapılacak bir yolculuk hem gidiş hem dönüş olmak üzere yedi ila on ay sürüyor. Ve bunu üstlenen, oraya uçup sonra geri dönmek isteyen herkes, takımyıldızının dönüş uçuşuna uygun hale gelmesine kadar Kızıl Gezegende aylarca beklemek zorunda kalacak.

Genel olarak bu misyonun iki ila üç yıl sürmesi bekleniyor.

Brezilyalı bir gökbilimci şimdi bu süreyi önemli ölçüde kısaltabilecek bir yaklaşım sundu: Rio de Janeiro'daki Kuzey Devlet Üniversitesi'nden Marcelo de Oliveira Souza, Dünya ile Mars arasında daha hızlı aktarımlar için geometrik koridorları belirlemek amacıyla Dünya'ya yakın asteroit 2001 CA21'in yörüngesine ilişkin ilk verileri kullandı.

Acta Astronautica'da yayınlanan çalışmasının sonuçları, toplam sadece 153 gün süren bir gidiş-dönüş yolculuğunu anlatıyor.

Bu yaklaşımın tuhaflığı veri tabanında yatıyor: Souza asteroitin mevcut yörünge parametrelerini değil, 2015'teki ilk yörünge tahminlerini kullandı.

Bunlar kısa bir gözlem penceresine dayanıyordu ve Dünya'nın yörüngesine yakın (ekliptik) bir yörünge düzlemine sahip oldukça eksantrik bir yörüngeyi tanımlıyordu. İlk verileri değerli kılan da tam olarak bu geometridir: Her iki gezegenin yörüngesinden geçen bir koridoru gösterirler.

Yer çekimi desteği yerine geometrik filtre

Araştırmacı, asteroitin yörünge düzlemine beş derece mesafedeki uçuş yollarını aradı. Bu geometrik filtre, 1920'lerden bu yana gezegenler arası görevlerde standart olan klasik Hohmann transfer yörüngesinden Mars'a daha doğrudan bir uçuşa olanak tanıyor.

Hohmann transferi ile bir uzay aracının yaklaşık 3,9 km/s'lik bir delta-v (hız değişimi) ile tek yönlü uçuşu normalde yaklaşık 259 gün sürer.

Souza, Mars karşıtlığı sırasında olası üç fırlatma penceresini analiz etti: Dünya'nın her 26 ayda bir doğrudan Güneş ile Mars arasında olduğu ve iki gezegen arasındaki mesafenin minimuma indiği takımyıldızı.

2027, 2029 ve 2031 numaralı muhalefet pencereleri incelendi. Analiz, Dünya-Mars konfigürasyonu ile asteroitin yörünge düzlemi arasında gerekli geometrik eşleşmeyi yalnızca 2031'in sunduğunu gösterdi.

2031 için iki görev profili

Çalışma, 2031 kalkış aralığı için iki spesifik tur senaryosunu tanımlıyor:

• Aşırı senaryo: Toplam süre yaklaşık 153 gün.
• Orta senaryo: Toplam süre yaklaşık 226 gün.

Her ikisi de Mars'a yapılan iki ila üç yıllık geleneksel misyonların çok altında. Ancak çalışma, yeni rotalar için spesifik delta-v gerekliliklerini belirtmemektedir: Yöntem, kapsamlı görev planlamayı değil, öncelikle geometrik olarak uygun koridorları belirlemeyi amaçlamaktadır.

Azalan seyahat süresinin mürettebatın radyasyona maruz kalması üzerinde de önemli bir etkisi olacaktır. Mars'a yaklaşık 960 günlük tipik bir gidiş-dönüş yolculuğunda – 360 gün dönüş uçuşu artı 600 gün konaklama – NASA ölçümlerine göre kozmik radyasyona maruz kalma yaklaşık 1,1 sieverttir.

153 günlük bir görev, bu dozu yaklaşık 0,2 ila 0,3 sievert'e düşürecektir; bu, NASA'nın gezegenler arası görevler için belirlediği sınırların çok altındadır.

Bir planlama aracı olarak asteroitler

Souza, yaklaşımını açıkça gezegenler arası rota planlaması için yeni bir tarama aracı olarak görüyor.

Her zamanki gibi asteroitleri öncelikli olarak Dünya'ya yönelik potansiyel bir tehdit olarak gözlemlemek yerine, onların erken yörünge verileri geometrik olarak uygun transfer koridorları için sistematik olarak araştırılabilir.

Ancak bu çalışmada araştırmacı yalnızca 2001 CA21 asteroitini analiz etti; Dünya'ya yakın diğer asteroitlerin benzer şekilde umut verici yollar gösterip göstermediği açık bir soru olmaya devam ediyor.

Şimdiye kadar ne NASA, ESA ne de SpaceX araştırmaya yanıt vermedi veya yöntemi belirli görev planlamasına dahil etme planlarını duyurmadı. SpaceX, 2028'de ESA'nın Rosalind Franklin gezici aracını Falcon Heavy aracılığıyla taşımak gibi Mars fırlatmalarını planlıyor ancak geleneksel transfer yörüngelerine güveniyor.

Asteroit verilerinin bir gün gerçekten navigasyon için bir temel oluşturup oluşturmayacağı, diğer şeylerin yanı sıra, kısa gözlem periyotlarına dayanan erken yörünge verilerinin geometrik bir referans olarak ne kadar güvenilir olacağına bağlıdır.

Souza'ya göre, bunların yaklaşık yapısal özellikleri (yörünge düzlemi ve dışmerkezlilik) daha sonra düzeltilse bile planlama için bir temel olarak yararlı olmaya devam ediyor.