Brasileiros ajudam a encontrar “atalho” para viagem à Lua

Novo método matemático simulou 30 milhões de trajetórias e encontrou uma rota entre a Terra e a Lua mais econômica que as opções anteriores.

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A Terra e a Lua captadas pela tripulação da missão Artemis 2. Imagem: NASA
A Terra e a Lua captadas pela tripulação da missão Artemis 2. Imagem: NASA

Uma equipe internacional, incluindo pesquisadores brasileiros, calculou uma rota mais eficiente entre as órbitas da Terra e da Lua usando um novo método matemático. O estudo saiu na revista Astrodynamics, e propõe uma economia de 58,80 metros por segundo em relação às rotas mais econômicas já descritas.

O número parece pequeno, mas pesa muito em uma missão espacial. Em viagens fora da Terra, cada metro por segundo representa combustível, massa, custo e margem de segurança.

Uma rota lunar em “modo econômico”

A rota proposta tem custo total estimado em 3.342,96 metros por segundo. Esse valor indica a mudança de velocidade necessária para cumprir a transferência orbital.

“Quando se trata de viagem espacial, cada metro por segundo equivale a uma enorme quantidade de consumo de combustível”, afirmou Allan Kardec de Almeida Júnior, pesquisador da Universidade de Coimbra, em Portugal, e autor principal do estudo, ao Phys.

A pesquisa também envolveu as universidades do Porto e de Évora, em Portugal, o Observatório de Paris, na França.

Além disso, conta com a participação dos pesquisadores brasileiros Vitor Martins de Oliveira da USP (Universidade de São Paulo) e Leonardo Barbosa Torres dos Santos, da Universidade de Pernambuco.

O caminho passa por um ponto especial

Trajetória da jornada completa entre a Terra e a Lua orbita.
Trajetória da jornada completa entre a Terra e a Lua orbita. Imagem: Allan Kardec de Almeida Júnior et al.

O novo método usa a teoria das conexões funcionais. Essa abordagem reduz o custo computacional das simulações de trajetórias espaciais. Um estudo anterior analisou 280.000 simulações para chegar a um resultado. O grupo de Almeida simulou 30 milhões de rotas diferentes.

A trajetória tem duas partes. Primeiro, a nave sai da órbita da Terra e entra em uma órbita ao redor do ponto de Lagrange L1. Esse ponto fica entre a Terra e a Lua. Ali, as forças gravitacionais dos dois corpos criam uma região útil para manobras orbitais.

Durante boa parte do trajeto, a nave seguiria uma trajetória natural que leva até essa órbita intermediária.

A surpresa veio da direção de entrada. Modelos anteriores assumiam que o caminho mais eficiente passaria pelo ramo mais próximo da Terra.

As simulações indicaram o contrário. A rota mais econômica se aproxima mais da Lua e entra na variedade pelo lado oposto.

Espera em órbita sem perder contato

Com um sistema de controle, a nave pode permanecer nessa órbita intermediária por tempo indefinido. Depois, segue para a órbita lunar quando a missão estiver pronta.

Essa espera tem uma vantagem operacional. Segundo o brasileiro Vitor Martins de Oliveira, do IME-USP (Instituto de Matemática e Estatística da USP), a transferência mantém comunicação contínua com a Terra e a Lua.

“A missão Artemis 2, por exemplo, perdeu comunicação com a Terra por um tempo porque estava diretamente atrás da Lua”, afirmou Oliveira. “A órbita que propomos mantém comunicação ininterrupta.”

A economia pode ser ainda maior

Os pesquisadores consideraram apenas a gravidade da Terra e da Lua. Eles não incluíram outros corpos, como o Sol.

Segundo Almeida, incluir o Sol poderia gerar economia maior. Porém, isso prenderia o resultado a datas específicas de lançamento.

Se a simulação usar a data de hoje, por exemplo, a melhor rota valerá apenas para uma missão lançada nessa data. Mesmo assim, o método abre caminho para buscar trajetórias mais baratas em futuras missões lunares.

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Sobre o Autor

Hemerson Brandão
Hemerson Brandão

Hemerson é editor-chefe, repórter e copywriter, escrevendo sobre espaço, tecnologia e, às vezes, sobre outros temas da cultura nerd. Grande entusiasta da astronomia, também é interessado em exploração espacial e fã de Star Trek.

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