Elke keer dat we denken concepten als 'zwaartekracht' en 'baan' te begrijpen, verschijnt er iets dat ons dwingt om een tweede blik te werpen, en een derde, en zo verder. We weten dat we (veel) energie nodig hebben om de ruimte te bereiken, maar eenmaal daar kunnen we inderdaad indrukwekkende afstanden overbruggen, bijna gratis, dankzij de Planetaire Snelweg of Interplanetary Transport Network. Wat is het trucje?
De beroemde sciencefictionschrijver Robert Heinlein zei dat als je een ruimteschip in een baan om de aarde kunt plaatsen, je halverwege overal bent. Het is geen gemakkelijke taak: de aarde eist 8 kilometer per seconde om een minimale baan te bereiken, en meer dan 11 als we eraan willen ontsnappen... zonder het detail te vergeten dat we op gigantische bommen moeten zitten.
Maar zodra we ons huis achter ons hebben gelaten met pure brute kracht, opent zich de mogelijkheid om enorme afstanden af te leggen, volgens de regels van een complex spel van efficiëntie. Het zou fantastisch zijn om extra energie te verbruiken en sneller aan te komen, maar we zouden die energie met ons mee moeten dragen (op de een of andere manier). Wat is het alternatief? Interplanetary Transport Network, de Planetaire Snelweg.
De Planetaire Snelweg leren kennen
Hoewel de essentie teruggaat tot de jaren 1890 en het onderzoek van Henri Poincaré, werd het systeem bedacht door software-ingenieur Martin Lo van het Jet Propulsion Laboratory voor het ontwerp van het vluchtplan van de Genesis-missie, die tot doel had zonnewinddeeltjes te verzamelen. De meeste missies worden voorbereid door gebruik te maken van de effecten van de zwaartekracht op het ruimteschip wanneer het dicht bij een planeet of maan komt (genaamd "zwaartekrachtassistentie" of 'slingshot'), maar de Planetaire Snelweg omvat een extra factor, namelijk het effect van de zon op de planeten, of van de planeten op hun nabije manen.
Elke planeet en maan heeft vijf Lagrangepunten, waar de zwaartekracht van twee lichamen in evenwicht is. Terwijl de planeten en hun manen rond de zon draaien, komen deze Lagrangepunten dichter bij elkaar en in sommige gevallen overlappen ze elkaar. Door een nauwkeurig vluchtplan te volgen, zou een ruimteschip op een van deze punten kunnen wachten tot het in de invloed van een planeet valt, opnieuw wachten en dan naar een andere planeet springen. Het concept van de Snelweg doet niets anders dan al die punten met elkaar verbinden, en in theorie zou een ontdekkingsreiziger van Mercurius naar Pluto en terug kunnen gaan, met minimale hoeveelheden brandstof.
Overal... met veel geduld
Het artikel over de Planetaire Snelweg, gepubliceerd door Shane Ross zit boordevol fantastische details, maar er is één vergelijking die erbovenuit springt: de Genesis-missie legde meer dan 30 miljoen kilometer af met slechts 5 procent van zijn massa als brandstof. De volle tank van een auto vertegenwoordigt ook (ongeveer) 5 procent van de totale massa, en daarmee kan hij onder optimale omstandigheden amper 500 kilometer afleggen.
De Planetaire Snelweg is voortdurend aan verandering onderhevig en de benodigde berekeningen zijn zeker complex, maar deze routes en punten met lage energie bewijzen dat de directe weg niet altijd de beste is voor een missie. Wat is het zwakke punt? De traagheid. Van de aarde naar Mars reizen met deze methode zou ongeveer tienduizend jaar duren...
Bronnen: NASA, Phys.org, ResearchGate
