با نقشه مترو فضایی با سوخت کمتر به راحتی ایستگاه عوض کنید
دانشمندان با کمک ریاضیات از روش جدیدی در بهینه سازی مسیرهای سفر به فضا، با مصرف سوخت کمتر برای نشان دادن تمام مسیرهای ممکن از مداری به مدار دیگر استفاده می‌کند. نظریه گره، روشی ریاضی است که به کمک دانشمندان آمده تا با نقشه‌برداری از مسیرهای کارآمد، مسیر سفر به ماه و فراتر از آن را از نقشه مترو هم ساده‌تر کند.
تاکنون برای ترسیم مسیر مدارها بیش از هرچیزی از حدس و گمان استفاده می‌شد. روشی که به تازگی ارائه داده شده، همه مسیرهای ممکنی را که فضاپیما می‌تواند از نقطه A تا B طی کند نشان می‌دهد، البته به شرطی که هر دو مدار به سطح انرژی مشترکی برسند. بنابراین روش جدید که نقشه مترویی فضا (Tube Map) نامیده شده، برنامه‌ریزی برای ماموریت‌های فضایی را بسیار ساده‌تر می‌کند.
افزایش بهره‌وری سوخت در ماموریت‌های فضایی
در دهه‌های اخیر، ماموریت‌های فضایی روی روش‌هایی برای افزایش توانایی تغییر مسیر یک ماهواره در فضا بدون استفاده از سوخت تمرکز کرده‌اند. یکی از روش‌ها انجام این کار، یافتن اتصالات هتروکلینیک (heteroclinic connections) است. در این روش، از مسیرهایی استفاده می‌شود که به فضاپیما اجازه می‌دهد بدون استفاده از سوخت، از مداری به مدار دیگر منتقل شود.
ریاضیات لازم برای محاسبه مدار، بسیار پیچیده و نیازمند توان محاسباتی ابر رایانه‌ها در مدت زمانی طولانی است. همه گزینه‌های ممکن بررسی و در نهایت براساس نتیجه‌ای هوشمندانه، بهترین مسیر مشخص می‌شود.
نظریه گره در سفرهای فضایی
دانشمندان در روش جدید برای یافتن مسیرهای بهینه، از نظریه گره در ریاضیات استفاده کرده‌اند تا الگوی کلی مسیر را به‌سرعت تعین کنند و سپس جزئیات آن را به دقت تنظیم کنند.
آژانس‌های فضایی با این روش می‌توانند درست مانند نقشه مترو، فهرست کاملی از تمام مسیرهای ممکن را از مداری به مدار دیگر بدست آورند و سپس، مسیری را انتخاب کنند که برای ماموریتشان مناسب‌تر است.
این روش با موفقیت روی مدارهای سیاره‌ای مختلف از جمله ماه و قمرهای مشتری آزمایش شده است. این روش همچنین می‌تواند در سایر نقاط منظومه شمسی مانند قمرهای یخی زحل و مشتری نیز به کار گرفته شود.