Можно ли последовательно повторять облеты Земли и Луны без использования топлива?

После недавнего вопроса об орбитальной механике лунные облеты не дают мне покоя в том смысле, что в системе явно есть доступная энергия. Меня интересует, сможете ли вы получить воспроизводимый процесс, который является энергетически положительным и может быть выполнен по той же цене, что и обычная миссия НАСА. Это требование ограничивает возможные подходы к траектории космического корабля, наряду с привычным набором инструментов.

Есть прецедент, когда зонды для дальнего космоса получают гравитацию с Луны. Накопленные с течением времени, они продемонстрировали свою полезность, помогая вывести зонды из гравитационного колодца Земли. Однако это односторонний процесс, поэтому он не обязан сохранять угловой момент, и нетривиально, можно ли его адаптировать для создания повторяемой орбиты или нет.

Облеты Луны, безусловно, в некоторой степени настраиваются — в том смысле, что вы можете попасть в яблочко на Земле после пролета. Вместо этого вы можете коснуться НОО, и вы отправитесь на другую эллиптическую орбиту. Проблема в том, что Луна оставила вас за это время, и вы не приблизитесь к ней в следующий апогей.

Но система изобилует орбитальной энергией! Более чем вероятно, что сам облет Луны дал зонду кинетическую энергию. Имея дополнительный запас энергии, почему бы не потратить часть этого на аэродинамический тормоз с Землей, что позволит вам настроить параметры орбиты для следующего прохода? Что-то типа:

Я задаю этот вопрос, потому что в приведенной выше схеме есть что-то явно непродуманное. Я определенно не могу заставить энергичные аргументы работать. Обратите внимание, что выше я использовал орбиты Восток-Запад (ретроградные). Это потому, что аргументы углового момента, кажется, исключают орбиты Запад-Восток. Приливная эволюция системы Земля-Луна заключается в том, что энергия вращения Земли передается Луне, поэтому, если эта схема является положительной с точки зрения энергии, я ожидаю, что она замедлит вращение Земли (в незначительной степени).

Мои доводы в пользу этой схемы пока весьма подозрительны. В то время как вращение Земли содержит энергию, маловероятно, что скользя по ней со скоростью 11 км/с, можно когда-нибудь извлечь энергию из этого вращения. С точки зрения зонда можно было бы предположить, что Земля вообще не вращается. Эта логика ставит меня в тупик, потому что предполагает, что энергию можно извлекать из Луны, замедляя ее, что, как мы знаем, совершенно неверно. Энергию можно извлечь из Луны , только ускорив ее . Что-то явно не так с этим упрощением.

Конечно, «простое» аэродинамическое торможение не сработает. Это только понизит апогей, а это не то, чего мы хотим. Однако, если НАСА снабдит его специальными подвижными закрылками, он сможет выполнять что-то вроде « флюгирования » для контролируемого аэродинамического торможения перед перигеем, влияя на другие параметры орбиты. Вы могли бы даже использовать подъемную силу во время прохода , чтобы «прицелиться» в новое положение Луны.

Но все эти аргументы бесполезны, если нельзя четко сформулировать передачу энергии и импульса. Если бы это было возможно, это можно было бы вне всяких сомнений доказать на орбитальном симуляторе. Если это невозможно, я ожидаю, что аргументы орбитальной физики могут его опровергнуть.

Чтобы добавить больше деталей, я спрашиваю, возможна ли система, которая использует:

• Подход, основанный на траектории
• преобразует кинетическую энергию Земли-Луны в другую форму энергии
• Не зависит от квадрупольного момента Земли (можно сказать, что сейчас это делает приливная сила)
• Не требует прямой передачи усилия на весы «космического лифта».

Этот последний пункт является убийцей здесь. Если бы вы могли обойти это, вы могли бы сделать это с чем-то размером с кубсат. Но это также может убить всю идею.