Sinh viên lập bản đồ du hành liên hành tinh

Ulysse Carion, sinh viên đại học California, đã chế tạo bản đồ du hành trong không gian sao cho tiêu thụ nhiên liệu ở mức hiệu quả nhất. Ví dụ: từ Trái Đất tới sao Hải Vương, bản đồ cho biết tốc độ cần thiết để thoát khỏi lực hấp dẫn của mặt trăng và các hành tinh.

Trong biểu đồ này, mỗi vòng tròn đại diện cho một hành tinh hoặc mặt trăng. Khung hình chữ nhật chắn ngang đại diện cho điểm thay đổi quỹ đạo sang hành tinh khác. Con số trên bản đồ cho thấy tốc độ và lượng nhiên liệu cần thiết để đến đích.

Con số trên bản đồ, được ký hiệu là “delta-v”, hiển thị các con số khác nhau ứng với từng điểm đến. “Delta-v” có nghĩa là sự thay đổi vận tốc, nó đo xem cần bao nhiêu nhiên liệu cần để đến đích, số càng cao thì nhiên liệu càng nhiều.

Ví dụ, để từ Trái Đất lên quỹ đạo thấp của chính hành tinh, phi thuyền cần tăng tốc lên 9,4km/s. Đi xa hơn tất nhiên cần nhiều nhiên liệu hơn.

Carion nói rằng mình đã làm một bản đồ đơn giản và các thông số của nó khá chính xác. Ví như thông báo chuyển tốc lên 27km/s từ bề mặt sao Kim tới quỹ đạo thấp của nó, tức gấp 3 lần so với tốc độ di chuyển ở Trái Đất, nguyên nhân là vì độ dày khí quyển lớn của sao Kim.

Chú thích của bản đồ hệ thống sao:

Khoanh tròn: hành tinh hoặc mặt trăng.

Khung chắn hình chữ nhật: đánh dấu nơi có thể thay đổi quỹ đạo sang hành tinh khác.

Con số trên bản đồ: ký hiệu là delta-v, đại diện cho vận tốc và nhiên liệu cần để đến đích.

Hành tinh hoặc mặt trăng càng lớn, trọng lực càng lớn dẫn đến chỉ số delta-v càng lớn.

Ví như sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời, delta-v là 62,2km/s. Còn muốn ra khỏi quỹ đạo mặt trăng của sao Hỏa chỉ cần 6m/s delta-v.

Mũi tên trắng cho biết phi thuyền có thể giảm tốc (dựa vào khí quyển của hành tinh). Bản đồ yêu cầu phi thuyền sử dụng phương pháp chuyển đổi quỹ đạo Hohmann, tức là di chuyển đến quỹ đạo giữa các hành tinh bằng cách tăng tốc độ. Đây được gọi là hiệu ứng Oberth, nó cho phép tên lửa di chuyển với tốc độ cao để tạo ra năng lượng hữu ích nhiều hơn so với tốc độ thấp.

Hình minh họa mạng lưới giao thông liên hành tinh, nó mô tả cách thức con tàu vũ trụ di chuyển bằng cách sử dụng trọng lực từ các hành tinh trong hệ sao.

Tuy nhiên, Carion nói rằng bản đồ này có một số sai lệch, nó chưa tính đến sự tương hỗ giữa các lực hấp dẫn trong khi đang dùng trọng lực của các hành tinh để di chuyển. Phương án tiết kiệm năng lượng dựa vào trọng lực chỉ khả thi khi các hành tinh nằm ở phía bên phải.

Ví dụ điển hình của việc sử dụng phương pháp này là tàu thám hiểm Voyager 1, nó tận dụng trọng lực và bay men theo từ sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương và sao Hải Vương. Trong khi Voyager 2 là tàu vũ trụ duy nhất bay qua sao Thiên Vương và sao Hải Vương.

Khai Nguyê[email protected]
Theo dailymail