Ένα άρθρο που περιγράφει τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Acta Astronautica. Από το Δεκέμβριο του 1972, το πλήρωμα του πλοίου Απόλλωνα-17 επέστρεψε στη Γη, η ανθρωπότητα δεν χωρίζει με το όνειρο να επισκεφθεί και πάλι το φεγγάρι. Το 2017, η αμερικανική κυβέρνηση ξεκίνησε το πρόγραμμα ARTEMIS, ο σκοπός της οποίας είναι η πτήση της "πρώτης γυναίκας και ο επόμενος άνθρωπος" στον νότιο πόλο του φεγγαριού μέχρι το 2024.
Στο πρόγραμμα ARTEMIS, σχεδιάζεται η χρήση της σεληνιακής πλατφόρμας της Νέας Σεληνιακής Πύλης ως μόνιμου διαστημικού σταθμού, από όπου οι επαναχρησιμοποιήσιμες ενότητες θα παραδώσουν αστροναύτες στο φεγγάρι. Η εφαρμογή της νέας έννοιας ζήτησε την ανάπτυξη νέων βέλτιστων συστημάτων προσγείωσης στην επιφάνεια της Σελήνης. Σήμερα, οι ιδιωτικές εταιρείες σχετικά με το αίτημα της NASA διεξάγουν έρευνα για τη δημιουργία νέων ενεργοποιήσιμων ενοτήτων προσγείωσης, αλλά η πρόοδος και τα αποτελέσματα των διεξαγόμενων μελετών δεν έχουν ακόμη αναφερθεί.
Ο φοιτητής του Master Skolteha Kir Latyshev, μεταπτυχιακός φοιτητής Νίκολα Γαρτζανίτης, Αναπληρωτής Καθηγητής Alessandro Garcar και καθηγητής Mit Edward Crowley ανέπτυξε μαθηματικά μοντέλα για να αξιολογήσει τα πιο ελπιδοφόρα προγράμματα προσγείωσης για το πρόγραμμα ARTEMIS. Στο ιστορικό πρόγραμμα "Apollo", για παράδειγμα, μια σεληνιακή μονάδα χρησιμοποιήθηκε από τα βήματα προσγείωσης και απογείωσης, τα οποία έδωσαν δύο αστροναύτες στο φεγγάρι και πίσω στο πλοίο, αφήνοντας το βήμα προσγείωσης στο φεγγάρι.
Οι ερευνητές προχώρησαν από την υπόθεση ότι η πλατφόρμα της σεληνιακής πύλης θα βρίσκεται σε μια σχεδόν ευθεία γραμμή φωτοστέφανο κοντά στο Lagrange L2 Point - αυτή η τροχιά σήμερα είναι η προτιμώμενη θέση του σταθμού που επιτρέπει στον αστροναύτη προσγειώνεται στον νότιο πόλο του φεγγαριού. Οι επιστήμονες προσομοιόταν μια παραλλαγή στην οποία το πλήρωμα σε τέσσερις αστροναύτες θα περάσει περίπου επτά ημέρες στο φεγγάρι, μεταβάλλοντας τον αριθμό των βημάτων και τύπου καυσίμου. Συνολικά, αναλύθηκαν 39 επιλογές για το μελλοντικό σύστημα προσγείωσης ενός ατόμου στο φεγγάρι. Συμπεριλαμβανομένης της σύγκρισης των πιο ελπιδοφόρων επιλογών στο κόστος του έργου
Η ομάδα χρησιμοποίησε μια ολοκληρωμένη προσέγγιση στην αξιολόγηση των εναλλακτικών διαμορφώσεων των μονάδων προσγείωσης αναλύοντας το σύνολο επιλογών χρησιμοποιώντας μοντέλα διαλογής. Πρώτον, οι εμπειρογνώμονες εντόπισαν ένα βασικό σύνολο αρχιτεκτονικών λύσεων, συμπεριλαμβανομένου του αριθμού των βημάτων και του τύπου καυσίμου για κάθε στάδιο της μονάδας προσγείωσης.
Τα ληφθέντα δεδομένα συνοψίστηκαν με τη μορφή μαθηματικών μοντέλων, με τη βοήθεια των οποίων οι επιστήμονες διεξήγαγαν μια ολοκληρωμένη αριθμητική μελέτη των επιλογών για την οικοδόμηση ενός συστήματος, συνδυάζοντας διάφορες αρχιτεκτονικές λύσεις. Στο τελικό στάδιο, οι ληφθείσες λύσεις αναλύθηκαν και οι προτιμώμενες επιλογές που θα μπορούσαν να είναι ενδιαφέρον για όσους εμπλέκονται στο σχεδιασμό των μονάδων Lunar Landing.
Η ανάλυση έδειξε ότι για τα συστήματα μίας χρήσης του τύπου των μονάδων φύτευσης Apollo, το πιο επιτυχημένο διάλυμα από την άποψη της συνολικής μάζας του καυσίμου, η ξηρή μάζα του διαστημικού σκάφους και η τιμή εκκίνησης θα είναι αρχιτεκτονική δύο σταδίων . Ωστόσο, για επαναχρησιμοποιήσιμα πλοία, τα οποία σχεδιάζονται να χρησιμοποιηθούν ως μέρος του προγράμματος ARTEMIS, ένα στάδιο και τα συστήματα τριών σταδίων αρχίζουν γρήγορα να ανταγωνίζονται με δύο στάδια.
Δεδομένων όλων των υποθέσεων που έγιναν στο άρθρο, μπορεί να υποστηριχθεί ότι ο «άνευ όρων» ηγέτης μεταξύ των λύσεων για βραχυπρόθεσμες αποστολές σεληνιακού είναι μια επαναχρησιμοποιήσιμη μονάδα μονής σταδίων σε υγρό οξυγόνο και υγρό υδρογόνο (LOX / LH2). Ωστόσο, οι συγγραφείς υπογραμμίζουν ότι πρόκειται για μια προκαταρκτική ανάλυση, κατά την οποία δεν λαμβάνονται υπόψη οι παράγοντες όπως η ασφάλεια του πληρώματος, η πιθανότητα της αποστολής, καθώς και οι κίνδυνοι διαχείρισης έργων δεν λαμβάνονται υπόψη. Για να ληφθεί υπόψη αυτούς τους παράγοντες, θα απαιτηθεί λεπτομερέστερη προσομοίωση στα επόμενα στάδια του προγράμματος.
Ο Kir Latyshev σημειώνει ότι, ως μέρος του προγράμματος του Απόλλωνα, οι μηχανικοί της NASA διεξήγαγαν παρόμοια ανάλυση και επέλεξαν τη διαμόρφωση της μονάδας δύο σταδίων. Ωστόσο, εκείνη την εποχή, το σεληνιακό πρόγραμμα χτίστηκε σε μια βασική διαφορετική αρχιτεκτονική, στην οποία δεν υπήρχε καμία σεληνιακή τροχιακή σταθμό, όπου θα ήταν δυνατή η τοποθέτηση της σεληνιακής μονάδας στο διάστημα μεταξύ των πτήσεων. Αυτό σημαίνει ότι όλες οι πτήσεις έπρεπε να εκτελέσουν από το έδαφος χρησιμοποιώντας μια ένδειξη σεληνιακών μονάδων, δηλαδή δημιουργώντας μια νέα συσκευή για κάθε αποστολή. Επιπλέον, ελλείψει σεληνιακού τροχιακού σταθμού, η χρήση ενός συστήματος φύτευσης τριών βημάτων, το οποίο θεωρείται στην εποχή μας, δεν ήταν δυνατό.
"Στη μελέτη, λάβαμε ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα: αν θεωρήσουμε συσκευές μίας χρήσης, αποδεικνύεται ότι ακόμη και με τον τροχιακό σταθμό, μπορείτε να δημιουργήσετε μια μονάδα προσγείωσης δύο σταδίων (παρόμοια μονάδα" apollo ") με μικρότερη μάζα της συσκευής και τα καύσιμα και τα χαμηλότερα έξοδα, τα οποία γενικά συμμορφώνονται με την έννοια, που υιοθετήθηκαν στο πρόγραμμα "Απόλλωνα". Αλλά η χρήση επαναχρησιμοποιήσιμων μονάδων αλλάζει τα πάντα.
Αν και οι μονές και τρεις στάδια συσκευές εξακολουθούν να υπερβαίνουν τα δύο στάδια από τη μάζα τους, μας επιτρέπουν να χρησιμοποιήσουμε επανειλημμένα τις περισσότερες μάζες τους (περίπου 70-100 τοις εκατό και όχι 60, όπως στην περίπτωση των μονάδων δύο σταδίων), εξασφαλίζοντας παράλληλα Η εξοικονόμηση κόστους και η παράδοση κοστίζει νέες συσκευές ανά τροχιακό σταθμό, το οποίο οδηγεί στη μείωση του σεληνιακού προγράμματος στο σύνολό του ", λέει ο Latyshev.
Προσθέτει ότι ένας σημαντικός παράγοντας για το σχεδιασμό των επανδρωμένων διαστημικών συστημάτων είναι η ασφάλεια του πληρώματος, αλλά η εξέταση αυτού του ζητήματος υπερβαίνει το ερευνητικό πλαίσιο. "Η ασφάλεια αποτελεί σημαντικό παράγοντα για το οποίο εξαρτάται η επιλογή του συστήματος εκφόρτωσης. Η χρήση πολλαπλών μονάδων μπορεί να παρέχει περισσότερες ευκαιρίες για μια ασφαλή επιστροφή του πληρώματος στον σεληνιακό τροχιακό σταθμό σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, το οποίο είναι πλεονεκτικό διακρίνεται από μια μονάδα πολλαπλών σταδίων από το σύστημα "Leader" - μονής σκηνής.
Σε αντίθεση με μια μονάδα ενός σταδίου, ένα σύστημα δύο ή τριών σταδίων σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε για να επιστρέψετε το πλήρωμα τόσο της μονάδας απογείωσης όσο και την προσγείωση. Ταυτόχρονα, αναμένεται ότι, λόγω της μεγαλύτερης πολυπλοκότητας, τα συστήματα δύο και τριών σταδίων θα είναι υψηλότερες από τον κίνδυνο τεχνικών αποτυχιών σε σύγκριση με τα συστήματα ενός σταδίου.
Δηλαδή, η επιλογή εδώ είναι και πάλι διφορούμενη - κάθε σχέδιο έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του, "προσθέτει τον Latyshev. Στο μέλλον, οι επιστήμονες σκοπεύουν να επεκτείνουν το πλαίσιο της εργασίας τους και να διεξάγουν μια ολοκληρωμένη μελέτη της συστημικής αρχιτεκτονικής ολόκληρης της ερευνητικής υποδομής, το οποίο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος όλων των ελπιδοφόρων προγραμμάτων για τις επανδρωμένες διαστημικές πτήσεις προς το φεγγάρι.
Πηγή: Γυμνή επιστήμη