La fuerza de la atracción gravitacional ayuda a la navegación.

Esta entrevista es de Sciences et Avenir – La Recherche n ° 890, abril de 2021.

Sciences et Avenir: ¿Cómo calculamos las trayectorias de las sondas?

Francis Rocard: Tan pronto como abandona la gravedad de la Tierra, una sonda está sujeta a la del sol. Por lo tanto, describe una elipse alrededor de nuestra estrella, como todos los cuerpos del Sistema Solar. ¡No hay posibilidad de ir en línea recta! La navegación espacial consiste en jugar con estas elipses para llevar la nave hacia su objetivo. Para ello, existen dos estrategias tan antiguas como la conquista del espacio, la de Walter Hohmann [1880-1945] y Giuseppe Colombo, llamado Bepi Colombo [1920-1984].

¿Cómo son estas trayectorias típicas?

Las transferencias de Hohmann minimizan la energía para ir de un punto a otro. Por ejemplo, para un viaje Tierra-Marte, la trayectoria se divide en tres “arcos” (porciones de elipses) que la nave espacial recorre en sucesión. El primero, debido a la gravedad terrestre, corresponde al lanzamiento. El segundo, bajo la influencia de la masa del Sol, constituye el tránsito mismo. El tercero corresponde a la llegada y surge de la gravedad de Marte. Por tanto, el navegante debe “jugar” con estos tres arcos, para limitar el consumo de combustible del motor de la sonda. Para ir más lejos en el Sistema Solar, a Júpiter, Saturno y más allá, hay que utilizar la asistencia gravitacional de un planeta, como imaginó Bepi Colombo. La fuerza de atracción gravitacional le permite acelerar la sonda, ralentizarla o cambiar su dirección.

¿Estamos avanzando hacia trayectorias optimizadas y “más rápidas” en el futuro?

Las trayectorias siempre se calculan para optimizar la energía comunicada a la sonda tan pronto como se lanza. Esto se hace a expensas de la duración del viaje, que es secundaria. Si queremos ir más rápido, la única solución sería equipar las sondas con motores capaces de acelerar más.