О гравитационных манёврах для полётов к астероидам и о сбывающихся мечтах человечества

Лекция Сергея Аксенова «Некоторые вопросы баллистического проектирования космических миссий» в рамках проекта «Университетские субботы».

В субботу, 22 октября 2016 г., доцент Департамента прикладной математики Сергей Алексеевич Аксёнов в рамках «Университетских суббот» прочёл абитуриентам лекцию «Баллистическое проектирование космических миссий».

Школьники узнали, что такое точки либрации, что они бывают коллинеарные и треугольные, и какие из них устойчивые, а какие – нет. Познакомились с принципом смены орбиты космического аппарата и её поворота, причём по возможности без затрат топлива – или, как говорят математики в лаборатории космических исследований, без затрат скорости. Ведь зачем ждать целый год, когда часы покажут правильное время, когда можно совершить двойной оборот вокруг Луны и повернуть орбиту, совершив гравитационный манёвр!

Сергей Алексеевич рассказал о сотрудничестве МИЭМ с виднейшими учёными в области – Робертом Форкуаром и Дэвидом У. Данхемом. Именно они впервые рассчитали выход космического аппарата на точку либрации, и на основе этих исследований была проведена успешная миссия ISEE-3. Поскольку стандартные подходы к задаче делали миссию страшно ресурсоёмкой, требовалось кардинально новое решение, и именно Р. Форкуару, как когда-то Дмитрию Менделееву, оно приснилось. Д. Данхем после звонка коллеги той же ночью провёл расчёты: получится!  В Научно-исследовательской лаборатории космических исследованийм в области технологий, систем и процессов   МИЭМ НИУ ВШЭ под руководством Д. Данхема был опубликован ряд интереснейших научных работ, сделавших человечество ещё ближе к космосу.

Когда речь шла о галоорбитах,  квазигалоорбитах, орбитах Лиссажу и Ляпунова, зал уже превратился в слух и был захвачен мастерством докладчика и масштабом задач, которые решаются в Департаменте прикладной математики. Ждём пополнения рядов студентов департамента – непременно с горящими глазами и стремящихся ввысь, к звёздам!

И ещё одна прелюбопытная деталь. В кинофильме «Интерстеллар» был эпизод, когда экипаж улетел в экспедицию, а оставшийся на корабле человек постарел и вдобавок сжёг всё топливо. Этот сюжетный поворот требует пояснения. Если корабль расположен за небесным телом, в его тени по отношению к чёрной дыре, а при перемещении тела остаётся в этой тени – значит, корабль находится в точке либрации! Значит, не нужно тратить топливо! Конечно, есть возмущения… И нужно очень аккуратно корректировать положение аппарата, но это 3 м/сек в 10 лет. А у них так не получилось, они потратили всё топливо в кино почему-то. [Зал явно вник в тему и дружно заулыбался ошибке сценаристов].

Этот любопытный эпизод подвёл черту под выступлением: если научиться математическому моделированию и правильно провести расчёты, то получится не киношная трагедия, а запуск кораблей в фантастические пока назначения. Ведь именно настоящие математики претворяют мечты человечества в жизнь!