Mangalyaan + Tridente; ¿Es posible? escapar del sistema solar usando un refuerzo de bajo costo

Hace 5 años, India lanzó la nave espacial Mangalyaan a Marte, con un presupuesto que sorprendió en ese momento. Probablemente fue la misión a Marte lanzada con el cohete menos potente; una hazaña que solo fue posible gracias a las largas maniobras de elevación de la órbita que hicieron uso del efecto Oberth.

Un enfoque similar fue utilizado por el Nozomi japonés también en su camino a Marte, y el Beresheet israelí en su camino a la luna. Esto también se puede utilizar para lograr una inyección transvenusiana.

Por otro lado, las ayudas de gravedad utilizando trayectorias VEEGA o similares han sido probadas por las naves espaciales Galileo y Cassini, y pronto serán realizadas por JUICE y Clipper.

Recientemente, se presentó una propuesta muy emocionante llamada Trident (ver: ¿Cuál es la forma más eficiente de combustible para salir del Sistema Solar? y ¿Cómo puede Trident ser tan económico? ¿Orbitará Tritón o simplemente hará un sobrevuelo (lento)? ). Esto involucra a VEEGA para lograr un sobrevuelo a Júpiter, y luego a Neptuno y más allá.

Breakthrough Initiatives anunció su intención de financiar de forma privada una misión de sobrevuelo muy austera a Encelado que presumiblemente luego escaparía del sistema solar, recuerdo que dijeron algo así como menos de $ 100 millones. Las naciones asiáticas mencionadas anteriormente podrían considerar realizar una misión de bajo presupuesto al sistema solar exterior.

¿Es posible combinar ambos enfoques para realizar sobrevuelos a los planetas exteriores y escapar del sistema solar? Lánzalo primero como si fuera una misión de Venus que depende en gran medida de los trucos de Oberth, luego usa la asistencia de gravedad de Venus y la Tierra para llegar a Júpiter, y desde allí más allá.

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¿Es posible combinar ambos enfoques para realizar sobrevuelos a los planetas exteriores y escapar del sistema solar? Lánzalo primero como si fuera una misión de Venus que depende en gran medida de los trucos de Oberth, luego usa la asistencia de gravedad de Venus y la Tierra para llegar a Júpiter, y desde allí más allá.

Básicamente sí. Si su principal preocupación es llegar al sistema solar exterior o a una trayectoria de escape solar para un delta-V mínimo (equivalente al cohete más pequeño y, por lo general, más barato para la masa de su carga útil), use todos los trucos que pueda encontrar para sincronizar sus quemaduras. y tal vez aprovechando las mareas lunares y solares, para llegar a Venus en un momento cuidadosamente elegido. Usas cierto número de asistencias de gravedad de Venus y la Tierra para eventualmente llegar a Júpiter y una asistencia de Júpiter para llegar a tu objetivo. Si está dispuesto a esperar lo suficiente y hacer que su misión tome el tiempo suficiente, básicamente solo necesita suficiente combustible para entrar en una órbita de transferencia de Venus (alrededor de 3,5 km/s una vez que esté en LEO, pero tal vez un poco menos si eres muy paciente), más un pequeño pero por correcciones de rumbo.

Sin embargo, hay algunas compensaciones. Estas trayectorias extremadamente eficientes en combustible solo están disponibles en momentos específicos y toman mucho tiempo. Cuesta dinero mantener un proyecto en marcha y/o apoyar una nave espacial en el espacio, y podría ser más barato lanzarlo antes, o en una trayectoria más rápida, incluso si eso significa que el lanzador cuesta más, porque todo el proyecto termina antes. Al planificar su escape de LEO, también debe tener en cuenta los costos de diseñar un cohete para reinicios frecuentes, los ahorros de costos al poder usar un cohete más pequeño y las pérdidas de eficiencia al usar propulsores almacenables.