Działania prowadzone na orbicie wymagają wielkiej precyzji, a do tego charakteryzują się występowaniem sporego ryzyka, gdy satelity manewrują w stosunkowo niewielkich odległościach od siebie. Co więcej, konieczność przechodzenia między różnymi orbitami prowadzi do zwiększonego zużycia paliwa. Naukowcy wpadli jednak na pewien bardzo sprytny pomysł.
Jak wykazali w toku prowadzonych analiz, wykorzystując teorię węzłów można tak zoptymalizować te manewry, że zmiany orbit w ogóle nie będą powodowały zwiększenia zużycia paliwa. Spory problem pojawił się wtedy gdzieś indziej: w zakresie wykonywania obliczeń potrzebnych do ustalania tras, co warunkowało wysokie koszty.
W oparciu o teorię węzłów wyznaczanie ścieżek orbitalnych okazuje się zdecydowanie łatwiejsze i skuteczniejsze. Można to porównać do sytuacji, w której GPS wyznacza nam najbardziej efektywną trasę pozwalającą na dotarcie do celu. W przypadku teorii węzłów chodzi głównie o badanie zamkniętych krzywych w trzech wymiarach. To całkiem podobne do trasy, po jakiej porusza się statek kosmiczny.
Teoria węzłów może być zdaniem naukowców stosowana do ustalania ścieżek orbitalnych, po których statki kosmiczne mogłyby się poruszać w jak najbardziej efektywny sposób. Pozwoli to na przykład oszczędzić paliwo
Takowe eksplorują nie tylko ziemską orbitę, ale również wielu innych obiektów, takich jak Księżyc, Mars czy Saturn. W oparciu o teorię węzłów można byłoby wyznaczać najbardziej optymalne ścieżki, unikając przy tym niepotrzebnych strat paliwa i nie narażając samego statku na zniszczenie. O szczegółach tej potencjalnie rewolucyjnej koncepcji jej autorzy piszą na łamach Astrodynamics.
Sporym utrudnieniem w odniesieniu do nawigowania statkami kosmicznymi jest to, że nic w przestrzeni nie ma stałego położenia. Konieczne jest obliczanie dokładnych prędkości i orientacji obracającej się Ziemi, ciągle poruszającego się celu oraz samego statku. A jakby tego było mało, wszystkie te elementy układanki dodatkowo poruszają się po własnych orbitach wokół Słońca.
Teoria węzłów może być w odniesieniu do takich działań rewolucyjna. Korzystając z niej, członkowie zespołu badawczego opracowali metodę niezawodnego wykrywania połączeń heteroklinicznych, czyli ścieżek pozwalających statkowi na zmiany orbit przy zużyciu jak najmniejszych ilości paliwa. Dzięki temu nawigatorzy statków zyskują dostęp do wszystkich potencjalnych tras i mogą wybrać tę, która najbardziej pasuje do postawionych wymagań. Nowe podejście zostało już przetestowane w odniesieniu do Księżyca oraz księżyców galileuszowych Jowisza.