La complejidad del problema de los tres cuerpos en astrodinámica ha sido un desafío persistente para los planificadores de misiones espaciales. Investigaciones recientes del Instituto de Tecnología de Pekín proponen una estrategia innovadora: aprovechar las lunas de un planeta para realizar asistencias gravitatorias, logrando así órbitas más estables con una eficiencia de combustible significativamente mayor. Este enfoque podría reducir considerablemente los costos de las misiones.
Tradicionalmente, las naves espaciales han utilizado las asistencias gravitatorias de los planetas para modificar sus trayectorias. La idea de emplear las lunas de un planeta para maniobras similares es relativamente nueva. El estudio, publicado en Acta Astronautica, sugiere que las lunas, especialmente aquellas dentro de los límites de estabilidad débil (WSBs), ofrecen oportunidades adicionales para las asistencias gravitatorias, ampliando el número de trayectorias orbitales estables disponibles. El concepto de WSB, introducido por Edward Belbruno en 1987, describe regiones donde una nave espacial puede ser capturada temporalmente con un uso mínimo de combustible, un método aplicado en misiones como la japonesa Hiten y la europea SMART-1.
La misión Explorador de Lunas Heladas de Júpiter (JUICE) de la Agencia Espacial Europea (ESA) es un ejemplo de esta metodología. En agosto de 2024, JUICE realizó una doble asistencia gravitatoria, utilizando tanto la Luna como la Tierra para ajustar su trayectoria hacia Júpiter en su viaje de ocho años para estudiar las lunas jovianas. Este tipo de maniobras, que permiten a las naves espaciales ganar o perder velocidad sin consumir combustible adicional, son cruciales para la exploración de larga duración.
De manera similar, la misión BepiColombo, una colaboración entre la ESA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), ha empleado múltiples asistencias gravitatorias para alcanzar Mercurio. Lanzada en 2018, BepiColombo ha realizado varios sobrevuelos de la Tierra, Venus y Mercurio, siendo el más reciente el 9 de enero de 2025. Estas maniobras están diseñadas para desacelerar la nave espacial, permitiéndole entrar en órbita alrededor de Mercurio a finales de 2026. La misión BepiColombo demuestra la eficacia de estas técnicas.
La integración de asistencias gravitatorias lunares en la planificación de misiones representa una estrategia prometedora para la reducción de requisitos de combustible y costos. Al considerar las interacciones gravitatorias entre planetas y sus lunas, los planificadores de misiones pueden identificar oportunidades adicionales para ajustes de trayectoria eficientes, abriendo así nuevas vías para la exploración del sistema solar. La investigación del Instituto de Tecnología de Pekín destaca cómo la presencia de múltiples lunas, como las 97 de Júpiter, aumenta drásticamente las posibilidades de estas maniobras, con simulaciones que muestran una reducción sustancial en el combustible necesario para establecer órbitas estables en el sistema joviano. El uso de la Luna para asistencias gravitatorias también ha sido fundamental en misiones como la japonesa Hiten en 1991 y la europea SMART-1 en 2004, y se está aplicando en futuras misiones de la NASA.