L'Institut de Technologie de Pékin a développé une approche novatrice pour résoudre le problème des trois corps en astrodynamique, en proposant d'exploiter les lunes d'une planète pour des manœuvres d'assistance gravitationnelle. Cette méthode permet d'atteindre des orbites stables avec une efficacité accrue, promettant une réduction significative de la consommation de carburant et des coûts des missions spatiales.
Traditionnellement, les engins spatiaux utilisent l'assistance gravitationnelle des planètes pour modifier leurs trajectoires. L'idée d'employer les lunes pour de telles manœuvres est cependant plus récente. L'étude, publiée dans la revue Acta Astronautica, met en avant le concept des "faibles frontières de stabilité" (WSB), des régions spatiales où les forces gravitationnelles de deux corps célestes s'équilibrent, offrant ainsi aux engins spatiaux des opportunités de transition entre des trajectoires d'évasion et des orbites stables.
Les simulations ont démontré l'efficacité de l'assistance gravitationnelle de Callisto, une des lunes de Jupiter. Les recherches indiquent une réduction substantielle des besoins en carburant pour les missions visant à établir des orbites stables dans le système jovien. La mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) illustre cette approche. En août 2024, JUICE a effectué une double assistance gravitationnelle, utilisant la Lune et la Terre pour ajuster sa trajectoire vers Jupiter. Cette manœuvre, qualifiée de "double première mondiale" par l'ESA, a permis d'économiser entre 100 et 150 kg de carburant sur un voyage de huit ans.
La mission BepiColombo, une collaboration entre l'ESA et l'Agence d'exploration aérospatiale du Japon (JAXA), a également eu recours à de multiples assistances gravitationnelles pour atteindre Mercure. Lancée en 2018, BepiColombo a effectué plusieurs survols de la Terre, de Vénus et de Mercure, le plus récent ayant eu lieu le 9 janvier 2025. Ces manœuvres sont conçues pour ralentir l'engin spatial, lui permettant d'entrer en orbite autour de Mercure fin 2026.
L'intégration des assistances gravitationnelles lunaires dans la planification des missions représente une stratégie prometteuse pour réduire les exigences en carburant et les coûts. En considérant les interactions gravitationnelles entre les planètes et leurs lunes, les planificateurs de mission peuvent identifier des opportunités supplémentaires pour des ajustements de trajectoire efficaces, ouvrant potentiellement de nouvelles voies pour l'exploration du système solaire.