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科学家刚刚解决了一个棘手的小行星跳跃航天器之谜
绘制访问多个小行星的最佳轨迹对于旅行推销员问题来说是极其困难的,但一种新的数学方法已经成功解决了这个问题。
来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻一种模仿经典旅行推销员问题的新方法可以使对多个运动物体(如小行星)执行更有效的太空任务。
这个令人着迷的问题解决方案背后的研究人员是加拿大蒙特利尔理工学院数学和工业工程系的 Isaac Rudich 和德国比勒费尔德大学工商管理和经济学院的决策分析师 Michael Römer。两人告诉 Space.com:“我们的研究是基础性的,因为它开发了航天机构可以用来规划任务的数学机制。”
旅行推销员问题是一种数学方法,用于确定在返回出发点之前访问多个目的地的最短路线。当您是一名双层玻璃销售员,访问十几个静止的城镇时,这很好,但是当您的目的地永远在移动时,您如何计算最佳路线呢?
这是执行访问多个天体任务的航天器所面临的问题。有时,这个决定是显而易见的,因为行星引力弹弓的可用性是必要的,正如旅行者 1 号和旅行者 2 号任务所说明的那样。
然而,从一颗小行星跳到下一颗小行星的任务,依赖于船上储存的燃料而不是重力弹弓,问题更大。小行星在其轨道上不断移动,小行星之间的距离以及因此的旅行时间并不是静态的。
这个看似顽固的问题现在有了解决方案,这要归功于 Rudich 和 Römer 领导的团队。
他们将这个难题重新定义为“小行星路由问题”(ARP),它提出了一个问题:如果要最大限度地减少旅行时间和燃料消耗,航天器应该以什么顺序访问多个小行星?为此,必须计算每对物体之间的最佳出发时间和轨迹。
