Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Astrodynamics, nhóm chuyên gia từ Đại học Porto và Évora (Bồ Đào Nha), Đài quan sát Paris (Pháp), Đại học Pernambuco và São Paulo (Brazil) cho biết đã phát triển phương pháp cho phép tính toán chính xác hơn tuyến đường tiết kiệm nhiên liệu giữa các thiên thể. Họ đánh giá khoảng 30 triệu tuyến đường mô phỏng để tìm ra phương án tối ưu cho chuyến hành trình từ Trái đất tới Mặt trăng.
Theo tính toán của các chuyên gia, khác biệt về tiết kiệm nhiên liệu có vẻ nhỏ so với tổng chi phí ước tính của chuyến đi là 3.342,96 m/s, nhưng vẫn ảnh hưởng lớn đến chi phí nhiệm vụ.
"Trong du hành vũ trụ, mỗi m/s tương ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ khổng lồ", nhà nghiên cứu Allan Kardec de Almeida Júnior từ Đại học Coimbra, tác giả chính của nghiên cứu mới, giải thích.
Mức tiết kiệm trên tương ứng với việc giảm khoảng 1 - 2% tổng thay đổi vận tốc của nhiệm vụ, giúp tiết kiệm vài lít nhiên liệu cứ mỗi 100 lít trong chuyến đi đường dài.
Nhóm của nhà nghiên cứu Almeida đã xác định tuyến đường mới cho tàu vũ trụ từ Trái đất tới Mặt trăng thành 2 chặng. Trong chặng đầu tiên, tàu sẽ rời quỹ đạo Trái đất tiến tới quanh điểm L1 nằm giữa hành tinh xanh và Mặt trăng - nơi lực hấp dẫn của hai thiên thể triệt tiêu lẫn nhau. Trong phần lớn hành trình này, tàu sẽ được dẫn hướng bởi một "đường biến thiên" - tuyến đường tự nhiên dẫn đến L1.
Trong khi đa số mô hình hiện nay cho rằng việc đi vào đường biến thiên gần Trái đất nhất sẽ hiệu quả hơn, các mô phỏng mới của nhóm nghiên cứu cho thấy sử dụng đường biến thiên gần Mặt trăng sẽ tiết kiệm hơn.
Nhờ hệ thống điều khiển, tàu vũ trụ có thể duy trì ở quỹ đạo trung gian này vô thời hạn đến khi sẵn sàng cho chặng thứ hai: tiến vào quỹ đạo Mặt trăng. Ưu điểm của quá trình chuyển đổi quỹ đạo này là duy trì liên lạc suốt sứ mệnh vũ trụ mà không xảy ra sự cố gián đoạn nào.
Mặc dù tiết kiệm hơn so với những tuyến đường đã mô tả trước đó nhưng lộ trình do nhóm của nhà nghiên cứu Almeida vạch ra chưa phải tuyến đường có chi phí thấp nhất. Mô phỏng của họ chỉ tính đến lực hấp dẫn của Mặt trăng và Trái đất, bỏ qua các thiên thể khác như Mặt trời. Việc đưa chúng vào tính toán có thể giúp tiết kiệm hơn nhưng khung thời gian phóng sẽ bị giới hạn.
Các chuyên gia hy vọng nghiên cứu này vừa giúp tìm ra tuyến đường hiệu quả từ Trái đất tới Mặt trăng mà vừa xác định được nhiều lộ trình tối ưu nhờ phương pháp tính toán mới để có thể được áp dụng rộng rãi hơn trong các sứ mệnh trong tương lai.
