연구 결과를 설명하는 기사는 ACTA Astronautica 잡지에 출판되었습니다. 1972 년 12 월, 아폴로 -17 선박의 승무원은 지구로 돌아 왔고 인류는 달을 다시 방문하는 꿈과 함께하지 않습니다. 2017 년 미국 정부는 Artemis 프로그램을 출시했으며, 그 목적은 2024 년까지 달의 남극에있는 "첫 번째 여성과 다음 남자"의 비행입니다.
ArtEmis 프로그램에서는 재사용 가능한 모듈이 우주 비행사를 달에 전달할 영구 공간역으로서의 새로운 Lunar Gateway의 Lunar 궤도 플랫폼을 사용할 계획입니다. 새로운 개념의 구현은 달 표면에 새로운 최적의 착륙 방식의 개발을 요청했습니다. 오늘날 NASA 요청에 관한 민간 기업은 새로운 재사용 가능한 착륙 모듈을 만드는 연구를 수행하고 있지만, 실시 된 연구의 진행 및 결과는 아직보고되지 않았습니다.
마스터의 학생 Skolteha Kir Latyshev, 대학원생 Nikola Garzaniti 교수 Alessandro Garcar 교수와 Mit Edward Crowley 교수는 Artemis 프로그램의 가장 유망한 착륙 방식을 평가하기 위해 수학적 모델을 개발했습니다. 예를 들어, 역사적인 프로그램 "Apollo"에서는 달에 두 개의 우주 비행사를 전달하고 배에 착륙 한 단계를 떠나는 착륙과 이륙 단계에서 달을 사용했습니다.
연구원은 Lunar Gateway 플랫폼이 Lagrange L2 포인트 근처의 거의 직선 할로 궤도에 위치한다는 가정에서 진행되었습니다.이 궤도는 달의 남쪽 극에있는 우주 비행사가 착륙하는 역의 선호하는 위치입니다. 과학자들은 4 개의 우주 비행사의 승무원이 달에 약 7 일을 소비하는 변형을 시뮬레이션하여 단계 및 연료 유형의 수를 다양합니다. 총체적으로 착륙하는 미래의 시스템에 대한 총 39 가지 옵션이 분석되었습니다. 프로젝트 비용에서 가장 유망한 옵션의 비교를 포함하여
이 팀은 스크리닝 모델을 사용하여 옵션 세트를 분석하여 랜딩 모듈의 대체 구성 평가에 대한 통합 된 접근 방식을 사용했습니다. 첫째, 전문가들은 착륙 모듈의 각 단계에 대한 단계 및 연료 유형을 포함하여 건축 솔루션의 기본 세트를 확인했습니다.
얻은 데이터는 수학적 모델의 형태로 요약되었으며, 어떤 과학자들이 시스템 구축 옵션에 대한 포괄적 인 수치 연구를 실시하여 다양한 아키텍처 솔루션을 결합했습니다. 최종 단계에서 수신 된 솔루션은 Lunar Landing Modules 설계에 관련된 사람들에게 흥미로운 분석되고 선호되는 옵션을 분석했습니다.
분석 결과, 연료의 총 질량, 우주선의 건조 질량 및 발사 가치의 건조 질량의 관점에서 가장 성공적인 솔루션 인 플라잉 모듈 아폴로의 일회용 시스템은 2 단계 아키텍처가 될 것입니다. ...에 그러나 Artemis 프로그램의 일환으로 사용되도록 계획된 재사용 가능한 배송의 경우, 단일 단계 및 3 단계 시스템은 2 단계와 경쟁하기 시작합니다.
이 기사에서 이루어진 모든 가정을 감안할 때, 단기 음력 선교를위한 솔루션 간의 "무조건적인"선두 주자는 액체 산소 및 액체 수소 (LOX / LH2)에 대한 재사용 가능한 단일 스테이지 모듈이라고 주장 할 수 있습니다. 그러나 저자는 승무원의 안전성, 선교의 가능성과 프로젝트 관리의 위험과 같은 요인이 고려되지 않는 예비 분석만이 예비 분석이라는 것을 강조합니다. 이러한 요소를 설명하기 위해 프로그램의 후속 단계에서보다 상세한 시뮬레이션이 필요합니다.
Kir Latyshev NASA 엔지니어는 Apollo 프로그램의 일환으로 유사한 분석을 실시하고 2 단계 모듈 구성을 선택했습니다. 그러나 그 당시 달의 음력 프로그램은 구리의 간격으로 달 모듈을 배치 할 수있는 음력 궤도역이 없었던 근본적으로 다른 건축물을 구축했습니다. 즉, 모든 항공편은 일회용 음력 모듈을 사용하여 지상에서 수행해야 함을 의미합니다. 즉, 각 임무에 대한 새로운 장치를 만듭니다. 또한, 음력 궤도역이없는 경우, 우리 시대에 고려되는 3 단계 심기 시스템의 사용은 가능하지 않았습니다.
"연구에서 우리는 흥미로운 결과를 받았습니다. 일회용 장치를 고려하면 궤도역에서도 궤도 스테이션을 통해서도 두 단계 랜딩 모듈 (유사한 모듈"Apollo ")을 만들 수 있다고 밝혀졌습니다. 그리고 연료와 낮은 비용은 일반적으로 개념을 "Apollo"프로그램에서 채택한 개념을 준수합니다. 그러나 재사용 가능한 모듈의 사용은 모든 것을 바꿉니다.
단일 및 3 단계 장치는 여전히 대량으로 2 단계를 초과하지만, 우리는 대부분의 대부분을 반복적으로 사용하여 대부분의 대부분 (약 70-100 %, 2 단계 모듈의 경우와 같이)을 사용하여 보장하면서 비용 절감 및 배달 비용 궤도역 당 새로운 장치 전체가 전반적으로 줄어들어 Latyshev는 말합니다.
유인 공간 시스템의 설계에서 중요한 요소가 승무원의 보안이지만,이 문제의 고려 사항은 연구 프레임 워크를 뛰어 넘습니다. "보안은 착륙 계획의 선택이 의존하는 중요한 요소입니다. 다단계 모듈의 사용은 응급 상황이 발생한 경우에 달라 궤도 스테이션에 대한 승무원의 안전한 수익을 더 많은 기회를 제공 할 수 있습니다. 이는 "리더"에서 다단계 모듈에서 구별되는 유용합니다.
단일 스테이지 모듈과 달리 2 단계 시스템을 사용하면 테이크 오프 및 착륙 모듈 모두 승무원을 반환하는 데 사용할 수 있습니다. 동시에, 더 큰 복잡성으로 인해 2 단계 및 3 단계 시스템이 단일 단계 시스템에 비해 기술적 인 실패의 위험보다 높을 것으로 예상됩니다.
즉, 여기서 선택할 수있는 선택은 다시 모호합니다. 각 체계는 장점과 단점이 있습니다. "라는 Latyshev를 추가합니다. 앞으로 과학자들은 일의 틀을 확대하고 전체 연구 인프라의 전신 아키텍처에 대한 포괄적 인 아키텍처에 대한 종합적인 연구를 수행하고 있으며, 유인 공간에 대한 모든 유망한 프로그램의 필수적인 부분입니다.
출처 : 알몸 과학