Una transferencia de baja energía , o trayectoria de baja energía , es una ruta en el espacio que permite a las naves espaciales cambiar de órbita utilizando significativamente menos combustible que las transferencias tradicionales. [1] [2] Estas rutas funcionan en el sistema Tierra - Luna y también en otros sistemas, como entre las lunas de Júpiter . El inconveniente de dichas trayectorias es que tardan más en completarse que las transferencias de mayor energía (más combustible), como las órbitas de transferencia de Hohmann .
Las transferencias de baja energía también se conocen como trayectorias de límite de estabilidad débil e incluyen trayectorias de captura balística .
Las transferencias de baja energía siguen vías especiales en el espacio, a las que a veces se denomina Red de Transporte Interplanetario . Seguir estas vías permite recorrer grandes distancias con un cambio mínimo en la velocidad, o delta-v .
Las misiones que han utilizado transferencias de baja energía incluyen:
Las misiones en curso que utilizan transferencias de baja energía incluyen:
Las misiones propuestas que utilizan transferencias de baja energía incluyen:
Las transferencias de baja energía a la Luna fueron demostradas por primera vez en 1991 por la sonda espacial japonesa Hiten , que fue diseñada para pasar cerca de la Luna pero no para entrar en órbita. El subsatélite Hagoromo fue liberado por Hiten en su primer paso por la Luna y pudo haber entrado con éxito en la órbita lunar, pero sufrió una falla de comunicaciones.
Edward Belbruno y James Miller, del Laboratorio de Propulsión a Chorro , se enteraron del fracaso y ayudaron a salvar la misión desarrollando una trayectoria de captura balística que permitiría a la sonda principal Hiten entrar en la órbita lunar. La trayectoria que desarrollaron para Hiten utilizó la teoría de límites de estabilidad débil y requirió solo una pequeña perturbación en la órbita elíptica de paso, lo suficientemente pequeña como para ser alcanzada por los propulsores de la nave espacial. [1] Este curso daría como resultado que la sonda fuera capturada en una órbita lunar temporal utilizando delta-v cero , pero requirió cinco meses en lugar de los tres días habituales para una transferencia Hohmann. [8]
Desde la órbita terrestre baja a la órbita lunar, los ahorros del delta-v se acercan al 25% en la quema aplicada después de salir de la órbita terrestre baja, en comparación con la quema retrógrada aplicada cerca de la Luna en la inyección translunar tradicional , y permiten duplicar la carga útil. [9]
Robert Farquhar había descrito una ruta de 9 días desde la órbita baja terrestre hasta la captura lunar que requiere 3,5 km/s. [10] Las rutas de Belbruno desde la órbita baja terrestre requieren una combustión de 3,1 km/s para la inyección translunar, un ahorro delta- v de no más de 0,4 km/s. Sin embargo, este último no requiere un gran cambio delta- v después de dejar la órbita baja terrestre, lo que puede tener beneficios operativos si se utiliza una etapa superior con capacidad limitada de reinicio o resistencia en órbita, lo que requeriría que la nave espacial tuviera un sistema de propulsión principal separado para la captura. [11]
En el caso de los encuentros con las lunas marcianas, el ahorro es del 12% para Fobos y del 20% para Deimos. El encuentro es el objetivo porque las pseudoórbitas estables alrededor de las lunas marcianas no pasan mucho tiempo a menos de 10 km de la superficie. [12]
