¿Qué utilidad tiene la Red de Transporte Interplanetario?

ITN generalmente se refiere a capturas/lanzamientos balísticos a través de límites de estabilidad débiles (WSB) hacia/desde los cuellos L1 y L2. No me gusta la respuesta de Ernestopheles. Combinando esto con el balanceo por gravedad ayuda a enturbiar las aguas.

A Shane Ross y sus amigos se les atribuye la invención del término Supercarretera Interplanetaria. De la página de Shane Ross :

Impracticable para transferencias interplanetarias debido al largo tiempo de transferencia: Debido al largo tiempo necesario para lograr las transferencias de baja energía entre planetas, la supercarretera interplanetaria no es práctica para transferencias como las de la Tierra a Marte en la actualidad.

Mis términos:

SEL1 Sol Tierra Lagrange 1

SEL2 Sol Tierra Lagrange 2

SML1 Sol Marte Lagrange 1

SML2 Sol Marte Lagrange 2

Mi convención es poner la inicial del cuerpo central en primer lugar y el cuerpo en órbita en segundo lugar.

Los puntos Sol Tierra L1 y L2 están a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Esto es solo el 1% de una AU

Las cargas útiles empujadas desde SEL1 o SEL2 seguirían caminos como este:

La elipse de SEL2 tiene un afelio de 1,07 UA. Esto no se acerca al afelio ~1.52 AU necesario para llegar a Marte.

Un defensor de ITN podría responder: "Pero las repetidas asistencias de gravedad desde la tierra podrían impulsar el afelio".

La elipse de 1,01 x 1,07 AU tiene un período de 1,063 años. Su período sinódico con respecto a la tierra es de 16,87 años. (piense en dos corredores que corren casi a la misma velocidad: el corredor un poco más rápido tarda mucho en dar una vuelta al otro)

¿Significa esto una buena asistencia de gravedad cada 17 años más o menos? No exactamente. Para una buena asistencia por gravedad, tendría que pasar por la tierra durante el perihelio. Un sobrevuelo durante el perihelio solo ocurriría una vez cada 8 sobrevuelos. Así que la gravedad ayuda cada 136 años más o menos.

Y cuando la tierra sale por detrás de la carga útil, la empuja hacia atrás. Luego, después de que pasa, tira de la carga útil hacia adelante. Por lo general, el efecto neto de un sobrevuelo es casi rápido. Se necesitarían milenios para obtener un afelio de hasta 1,52 AU

Una cantidad clave en la mecánica de 3 cuerpos es (masa del cuerpo en órbita)/(masa del cuerpo en órbita + masa del cuerpo central) a menudo denotada como μ

Algunos números μ para varios cuerpos en órbita:

Tierra Luna .012

Sol Júpiter .00095

Sol Saturno .00029

Sol Neptuno .000052

Júpiter Ganímedes .000078

Júpiter Europa 000025

Sol Tierra .00000304

¿Pueden los cometas viajar en WSB de un gigante gaseoso a otro? Por supuesto. ¿Podría un orbitador de Júpiter viajar en WSB entre lunas galileanas? Por supuesto.

¿Pero una WSB de la Tierra a Marte? Ese es un puente demasiado lejos.

Entro en más detalles en mi blog Postholes on the Interplanetary Superhighway .

Observe que la luna de la tierra tiene un μ considerable. Usar WSB para viajar por el vecindario de la tierra y la luna es mucho más interesante. Escribo sobre esto en mi entrada de blog EML2

Entonces, en respuesta a "Qué tan útil es la Red de Transporte Interplanetario", respondería "No mucho".

Con respecto a la segunda parte de su pregunta, hay pocas ventanas donde los cuerpos celestes se alinean de tal manera que las ganancias superen las pérdidas. Los ahorros pueden ser grandes solo si hay un campo gravitatorio en el lugar correcto, en el momento correcto y en la dirección correcta.

Recomiendo también mirar el diseño de la misión de tres cuerpos Ch12 del libro de Vallado, así como el trabajo de Jeff Parker. Transferencia de baja energía, también temas sobre múltiples. El problema con la baja transferencia de energía es que llevará mucho tiempo volar, lo que lo hace menos útil/práctico. Aunque, si es posible, uno planificaría previamente una misión utilizando estas trayectorias de baja energía, por ejemplo, si tiene una trayectoria óptima a Marte (para humanos), digamos en los próximos 20 años, potencialmente puede calcular para una de estas trayectorias de baja energía. trayectoria, y enviar cualquier material esencial para la estadía en Marte, y la parte de la misión de regreso a Marte.

Otro uso de esta trayectoria de baja energía es una redirección de misión cislunar cuando la nave espacial tiene poco combustible o está dañada. Como probablemente ya hayas leído en la wiki sobre Hiten de Japón.