عند إرسال المركبة الفضائية إلى المريخ ، تتضمن الطريقة الحالية المفضلة إطلاق مركبة فضائية باتجاه المريخ بأقصى سرعة ، ثم إجراء مناورة الكبح بمجرد أن تكون السفينة قريبة بما يكفي لإبطائها وإدخالها في المدار.
يُعرف هذا النوع من المناورة ، المعروف باسم طريقة "Hohmann Transfer" ، بأنه فعال. ولكنها أيضًا مكلفة للغاية وتعتمد بشكل كبير على التوقيت. ولهذا السبب يتم اقتراح فكرة جديدة تتضمن إرسال المركبة الفضائية قبل المسار المداري للمريخ ثم الانتظار حتى يأتي المريخ ويجمعه.
هذا ما يُعرف باسم "الالتقاط الباليستي" ، وهي تقنية جديدة اقترحها البروفيسور فرانشيسكو توبوتو من معهد البوليتكنيك في ميلانو وإدوارد بيلبرونو ، الباحث المرتبط الزائر في جامعة برينستون والعضو السابق في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا.
في ورقة بحثهم ، التي تم نشرها في arXiv Astrophysics في أواخر أكتوبر ، أوجزوا فوائد هذه الطريقة مقابل التقليدية. بالإضافة إلى خفض تكاليف الوقود ، سيوفر الالتقاط البالستي أيضًا بعض المرونة عندما يتعلق الأمر بإطلاق النوافذ.
تقتصر عمليات الإطلاق حاليًا بين الأرض والمريخ على الفترة التي يكون فيها الدوران بين الكوكبين صحيحًا. افتقد هذه النافذة ، وعليك الانتظار 26 شهرًا أخرى حتى تظهر نافذة جديدة.
في الوقت نفسه ، يتطلب إرسال صاروخ إلى الفضاء ، من خلال الفجوة الشاسعة التي تفصل بين مدار الأرض والمريخ ، ثم إطلاق الدفع في الاتجاه المعاكس لإبطاء السرعة ، قدرًا كبيرًا من الوقود. وهذا بدوره يعني أن المركبة الفضائية المسؤولة عن نقل الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية (يوم واحد) تحتاج إلى أن تكون أكبر وأكثر تعقيدًا ، وبالتالي أكثر تكلفة.
كما أخبر بيلبرونو مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني: "هذه الفئة الجديدة من التحويلات واعدة للغاية لإعطاء نهج جديد لبعثات المريخ المستقبلية التي يجب أن تخفض التكلفة والمخاطر. يجب أن تكون هذه الفئة الجديدة من التحويلات قابلة للتطبيق على جميع الكواكب. وهذا من شأنه أن يمنح كل أنواع الإمكانيات الجديدة للمهام ".
تم اقتراح الفكرة لأول مرة من قبل Belbruno أثناء عمله في JPL ، حيث كان يحاول التوصل إلى نماذج رقمية لمسارات منخفضة الطاقة. وقال: "لقد توصلت لأول مرة إلى فكرة الالتقاط الباليستي في أوائل عام 1986 عند العمل على دراسة JPL تسمى LGAS (Lunar Get Away Special)". "تضمنت هذه الدراسة وضع مركبة فضائية شمسية كهربائية صغيرة بحجم 100 كجم في مدار حول القمر تم إخراجها لأول مرة من أسطوانة خاصة بالخارج على مكوك الفضاء."
لم يكن اختبار LGAS نجاحًا باهرًا ، حيث سيكون عليه عامين قبل وصوله إلى القمر. ولكن في عام 1990 ، عندما كانت اليابان تتطلع إلى إنقاذ مداراتها القمرية الفاشلة ، هيتين ، قدم مقترحات لمحاولة التقاط باليستية تم دمجها بسرعة في المهمة.
وقال "لقد كانت مدة الرحلة 5 أشهر". "تم استخدامه بنجاح في عام 1991 للحصول على Hiten إلى القمر." ومنذ ذلك الوقت ، تم استخدام تصميم LGAS في المهام القمرية الأخرى ، بما في ذلك مهمة SMART-1 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في عام 2004 ومهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا في عام 2011.
لكن في المهام المستقبلية ، التي تنطوي على مسافات ونفقات أكبر بكثير من الوقود ، شعر بيلبرونو أنه سيستفيد أكثر من هذه الطريقة. لسوء الحظ ، واجهت الفكرة بعض المقاومة ، حيث لم تظهر أي مهام مناسبة تمامًا لهذه التقنية.
"منذ عام 1991 عندما استخدمت شركة Hiten اليابانية نقل الالتقاط الباليستي الجديد إلى القمر ، كان هناك شعور بأن العثور على واحدة مفيدة للمريخ لم يكن ممكنًا بسبب مسافة أطول بكثير للمريخ وسرعته المدارية العالية حول الشمس. ومع ذلك ، تمكنت من العثور على واحد في أوائل عام 2014 مع زميلي فرانشيسكو توبوتو ".
منحت ، هناك بعض السلبيات للطريقة الجديدة. أولاً ، تستغرق المركبة الفضائية المرسلة قبل المسار المداري للمريخ وقتًا أطول للوصول إلى المدار من تلك التي تبطئ نفسها لتأسيس المدار.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن طريقة Hohmann Transfer هي طريقة تم اختبارها وموثوق بها. حدث أحد أنجح التطبيقات لهذه المناورة في سبتمبر ، عندما قامت بعثة المريخ المدارية (MOM) بعمل مدارها التاريخي حول الكوكب الأحمر. لم تكن هذه المرة الأولى التي تصل فيها دولة آسيوية إلى المريخ ، بل كانت أيضًا المرة الأولى التي تحقق فيها أي وكالة فضائية مدارًا للمريخ في المحاولة الأولى.
ومع ذلك ، فإن احتمالات إدخال تحسينات على الطريقة الحالية لإرسال الطائرات إلى المريخ تحمس الناس في وكالة ناسا. كما قال جيمس غرين ، مدير قسم علوم الكواكب في وكالة ناسا ، في مقابلة مع مجلة Scientific American: "إنها فتحت عيني. لا يمكن تطبيق [تقنية الالتقاط الباليستي] هنا على النهاية الروبوتية فحسب ، بل أيضًا على نهاية الاستكشاف البشري. "
لا تندهش بعد ذلك إذا تم تنفيذ المهام القادمة إلى المريخ أو النظام الشمسي الخارجي بمرونة أكبر وبميزانية أقل.
