НАСА планирует построить на орбите Луны первый космопорт под названием Gateway. Ожидается, что в течение следующих двух десятилетий он станет пересадочным узлом для новых кораблей Orion, лунных посадочных модулей и грузовых аппаратов, следующих к Луне и к более отдаленным целям. Аэропорт не будет иметь взлетно-посадочных полос и диспетчерских вышек — его движение будет подчиняться математическим правилам гравитационных траекторий. Об этом сообщает издание Phys.org.
Разработкой алгоритмов управления орбитальными потоками занимались специалисты Техасского университета A&M, Космического центра Джонсона и Университета Пардье. Они опубликовали исследование в журнале Acta Astronautica, в котором представлена математическая основа «правил дорожного движения» для множества кораблей вокруг Gateway.
Особенность орбиты Gateway — так называемая почти прямая гало-орбита (NRHO). Она вытянутая и позволяет кораблям поддерживать связь с Землей с минимальным расходом топлива. Однако орбита крайне необычна для пилотируемых аппаратов: она приближает к северному полюс Луны на 1 тысячу миль (1,6 тысяч километров), а от южного удаляется на 40 тысяч миль (64 тысяч километров).
Чтобы избежать столкновение кораблей, исследователям пришлось решать задачи «ожидания» — маневрирования на такой орбите, где нет неподвижных точек. В ходе тысяч симуляций они выяснили, что небольшая корректировка двигателей позволяет удерживать аппараты в «сердцевине» — формирования «нити с жемчужинами»: корабли выстраиваются последовательно вдоль орбиты относительно Gateway.
«Управление движением в будущем будет так же важна, как и самой ракетной техникой», — отметила соавтета работы доктор Дайан Дивис из Техасвского университета. Прогноз позволяет точнее планировать стыковки и снизить риск столкновений. По словам инженеров, лунная диспетчерская — это подготовка к постоянному присутствию людей на Луне и основа космической инфраструктуры за 386 тысяч километров от дома.