I en nyligen publicerad tidning i EPJ specialämnen , Jhonathan O. Murcia Piñeros, en postdoktor vid Space Electronics Division, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, Brasilien, och hans medförfattare, kartlägga energivariationerna för rymdfarkostens omloppsbanor under 'aerogravity assisted' (AGA) manövrar. En teknik där energivinster ges till en rymdfarkost genom ett nära möte med en planet eller annan himlakropp via den kroppens atmosfär och gravitation.

Under 2019, Voyager 2 blev det andra konstgjorda objektet som lämnade solsystemet, efter sin motsvarighet Voyager 1. Energin för att bära dessa sonder erhölls via interaktioner med solsystemets jätteplaneter – ett exempel på en ren gravitationsassisterad manöver.

Ämnet som behandlas av tidningen är ett som har behandlats från ett antal olika vinklar tidigare, men teamet tog det nya tillvägagångssättet att överväga en passage inuti atmosfären på en planet och effekterna av rymdfarkostens rotation när den utför en sådan manöver. Under simuleringen av över 160, 000 AGA-manövrar runt jorden, laget justerade parametrar som massor, storlekar och vinkelmoment, för att se hur detta skulle påverka "draget" på rymdfarkosten, vilket förändrar mängden energi som tillförs.

Forskarna upptäckte att ju större värden var för förhållandet mellan area och massa (A/m - det omvända till areadensitet) som de använde i sina modeller, desto större motstånd var sonden, och sålunda, ju större energiförlust det upplevde på grund av detta motstånd, och ju lägre dess hastighet var som ett resultat, men det kan öka energivinsterna från gravitationen, på grund av den större rotationen av rymdfarkostens hastighet. Samma effekt ökade också den region där energiförluster inträffade samtidigt som den minskade området där maximal hastighet kan uppnås.

Deras resultat indikerar att eftersom detta är det omvända till områdestätheten och densiteten faller av på större höjder, luftmotståndet kan minskas med en bana som för in en farkost på högre höjder. Detta kan så småningom närma sig de värden för bana som ges av en ren gravitationsassisterad AGA.

Som Voyager-uppdragen visar, när den utförs med maximal effektivitet, AGA-manövrar har potential att skicka mänskligheten bortom räckvidden av vårt solsystem in i den vidare galaxen.