Saat mengirim pesawat ruang angkasa ke Mars, metode saat ini, yang disukai melibatkan penembakan pesawat ruang angkasa menuju Mars dengan kecepatan penuh, kemudian melakukan manuver pengereman setelah kapal cukup dekat untuk memperlambatnya dan membawanya ke orbit.
Dikenal sebagai metode "Transfer Hohmann", jenis manuver ini dikenal efektif. Tapi itu juga cukup mahal dan sangat bergantung pada waktu. Karenanya mengapa sebuah ide baru sedang diajukan yang akan melibatkan pengiriman pesawat ruang angkasa di depan jalur orbit Mars dan kemudian menunggu Mars datang dan mengambilnya.
Inilah yang dikenal sebagai "Ballistic Capture", sebuah teknik baru yang diusulkan oleh Profesor Francesco Topputo dari Polytechnic Institute of Milan dan Edward Belbruno, seorang peneliti terkait yang berkunjung di Universitas Princeton dan mantan anggota Jet Propulsion Laboratory NASA.
Dalam makalah penelitian mereka, yang diterbitkan di arXiv Astrophysics pada akhir Oktober, mereka menguraikan manfaat dari metode ini dibandingkan yang tradisional. Selain memotong biaya bahan bakar, penangkapan balistik juga akan memberikan fleksibilitas ketika akan meluncurkan jendela.
Saat ini, peluncuran antara Bumi dan Mars terbatas pada periode di mana rotasi antara kedua planet tepat. Lewatkan jendela ini, dan Anda harus menunggu 26 bulan lagi untuk datangnya yang baru.
Pada saat yang sama, mengirimkan roket ke luar angkasa, melalui jurang luas yang memisahkan orbit Bumi dan Mars, dan kemudian menembakkan pendorong yang berlawanan arah untuk memperlambat, membutuhkan banyak bahan bakar. Ini pada gilirannya berarti bahwa pesawat ruang angkasa yang bertanggung jawab untuk mengangkut satelit, penemu, dan (satu hari) astronot harus lebih besar dan lebih rumit, dan karenanya lebih mahal.
Seperti yang dikatakan Belbruno kepada Space Magazine melalui email: “Kelas transfer baru ini sangat menjanjikan untuk memberikan pendekatan baru pada misi Mars di masa depan yang seharusnya menurunkan biaya dan risiko. Kelas transfer baru ini harus berlaku untuk semua planet. Ini harus memberi segala macam kemungkinan baru untuk misi. ”
Ide ini pertama kali diusulkan oleh Belbruno ketika dia bekerja untuk JPL, di mana dia mencoba untuk membuat model numerik untuk lintasan berenergi rendah. "Saya pertama kali datang dengan ide penangkapan balistik pada awal 1986 ketika bekerja pada studi JPL yang disebut LGAS (Lunar Get Away Special)," katanya. "Studi ini melibatkan penempatan pesawat ruang angkasa kecil 100 kg tenaga surya di orbit di sekitar Bulan yang pertama kali dikeluarkan dari Kanal Khusus Get Away di Space Shuttle."
Tes LGAS itu tidak sukses besar, karena itu akan menjadi dua tahun sebelum sampai ke Bulan. Tetapi pada tahun 1990, ketika Jepang ingin menyelamatkan pengorbit lunar mereka yang gagal, Hiten, ia mengajukan proposal untuk upaya penangkapan balistik yang dengan cepat dimasukkan ke dalam misi.
"Waktu penerbangan untuk yang ini adalah 5 bulan," katanya. "Itu berhasil digunakan pada tahun 1991 untuk membawa Hiten ke Bulan." Dan sejak saat itu, desain LGAS telah digunakan untuk misi bulan lainnya, termasuk misi SMART-1 ESA pada tahun 2004 dan misi GRAIL NASA pada tahun 2011.
Tetapi dalam misi di masa depan, yang melibatkan jarak yang jauh lebih besar dan pengeluaran bahan bakar, Belbruno merasa paling diuntungkan dari metode ini. Sayangnya, ide tersebut menemui beberapa perlawanan, karena tidak ada misi yang cocok dengan teknik ini.
“Sejak tahun 1991 ketika Hiten Jepang menggunakan transfer tangkapan balistik baru ke Bulan, dirasakan bahwa menemukan yang berguna untuk Mars tidak mungkin karena jarak yang jauh lebih lama karena Mars dan kecepatan orbitnya yang tinggi tentang Matahari. Namun, saya dapat menemukannya pada awal 2014 dengan rekan saya Francesco Topputo. ”
Memang, ada beberapa kelemahan pada metode baru. Untuk satu, pesawat ruang angkasa yang dikirim di depan jalur orbit Mars akan membutuhkan waktu lebih lama untuk masuk ke orbit daripada yang melambat untuk mendirikan orbit.
Selain itu, metode Transfer Hohmann adalah metode yang telah teruji waktu dan andal. Salah satu aplikasi yang paling berhasil dari manuver ini terjadi pada bulan September, ketika Mars Orbiter Mission (MOM) membuat orbit bersejarahnya di sekitar Planet Merah. Ini bukan hanya merupakan pertama kalinya sebuah negara Asia mencapai Mars, tetapi juga pertama kalinya bahwa sebuah badan antariksa telah mencapai orbit Mars pada percobaan pertama.
Namun demikian, kemungkinan peningkatan metode pengiriman kapal ke Mars saat ini membuat orang-orang di NASA bersemangat. Seperti yang dikatakan James Green, direktur Divisi Ilmu Planet NASA, dalam sebuah wawancara dengan Ilmiah Amerika: "Ini pembuka mata. [Teknik penangkapan balistik] ini tidak hanya bisa diterapkan di sini pada akhir robot tetapi juga pada akhir eksplorasi manusia. ”
Jangan kaget kalau misi mendatang ke Mars atau Tata Surya bagian luar dilakukan dengan fleksibilitas yang lebih besar, dan dengan anggaran yang lebih ketat.
