L'Université de Surrey a introduit une nouvelle méthode mathématique pour optimiser les itinéraires des missions spatiales, améliorant ainsi l'efficacité en réduisant le besoin de carburant et les calculs approfondis. Cette approche innovante, assimilée à une « carte des tubes pour l'espace », a été appliquée avec succès à des missions ciblant la Lune et les lunes de Jupiter. Crédit : Issues.fr.com
Une nouvelle technique mathématique de l'Université de Surrey simplifie désormais la planification des missions spatiales en cartographiant des itinéraires efficaces, semblables à un plan de métro, révolutionnant potentiellement les voyages vers la Lune et au-delà.
Tout comme le système de navigation par satellite a supprimé le besoin de débattre sur le meilleur itinéraire pour rentrer chez soi, des scientifiques de l'Université du Surrey ont développé une nouvelle méthode pour trouver les itinéraires optimaux pour les futures missions spatiales sans gaspiller de carburant.
La nouvelle méthode utilise les mathématiques pour révéler tous les itinéraires possibles d’une orbite à une autre sans conjectures ni utilisation d’une énorme puissance informatique.
Développement de la nouvelle méthode de recherche d'itinéraire
Danny Owen, qui a développé la technique au Surrey Space Center, a déclaré :
«Auparavant, quand des gens comme NASA voulaient tracer un itinéraire, leurs calculs reposaient soit sur la force brute, soit sur des conjectures.
« Notre nouvelle technique révèle clairement toutes les routes possibles qu’un vaisseau spatial pourrait emprunter d’un point A à un point B, à condition que les deux orbites partagent un niveau d’énergie commun.
« Cela simplifie grandement la tâche de planification des missions. Nous le considérons comme une carte des tubes pour l’espace.
Améliorer l'efficacité énergétique des missions spatiales
Au cours des dernières décennies, les missions spatiales se sont de plus en plus appuyées sur la capacité de modifier la trajectoire d'un satellite dans l'espace sans utiliser de carburant.
Une façon d'y parvenir est de trouver des « connexions hétérocliniques », c'est-à-dire des chemins qui permettent aux vaisseaux spatiaux de passer d'une orbite à une autre sans utiliser de carburant.
Les mathématiques permettant de trouver ces chemins sont complexes – généralement calculées en utilisant une grande puissance de calcul pour parcourir une option après l'autre ou en faisant une « supposition intelligente » puis en l'enquêtant plus en profondeur.
Introduction de la théorie des nœuds dans les voyages spatiaux
Cette nouvelle technique utilise un domaine mathématique appelé théorie des nœuds pour générer rapidement des trajectoires approximatives, qui peuvent ensuite être affinées. Ce faisant, les agences spatiales peuvent obtenir une liste complète de toutes les routes possibles à partir d’une orbite désignée. Ils peuvent ensuite choisir celui qui correspond le mieux à leur mission – un peu comme vous pourriez choisir un itinéraire en étudiant le plan du métro.
La technique a été testée avec succès sur divers systèmes planétaires, notamment la Lune et les lunes galiléennes de Jupiter. Ces deux éléments font l’objet des missions actuelles et futures.
Implications plus larges et applications futures
Le Dr Nicola Baresi, maître de conférences en mécanique orbitale à l'Université de Surrey, a déclaré :
« Encouragée par le programme Artemis de la NASA, la nouvelle course sur la Lune inspire les concepteurs de missions du monde entier à rechercher des itinéraires économes en carburant permettant d'explorer de manière plus efficace et plus efficace les environs de la Lune.
« Non seulement notre technique rend cette tâche fastidieuse plus simple, mais elle peut également être appliquée à d'autres systèmes planétaires, tels que les lunes glacées de Saturne et Jupiter.
L'article est publié dans la revue Astrodynamique.
