Член опишувајќи ги резултатите од студијата беше објавена во магазинот Acta Astronautica. Бидејќи во декември 1972 година, екипажот на бродот Аполо-17 се вратил на Земјата, човештвото не учествувал со сонот повторно да ја посети Месечината. Во 2017 година, американската влада ја започна Артемиската програма, чија цел е летот на "првата жена и следниот човек" на јужниот пол на Месечината до 2024 година.
Во програмата Artemis, се планира да ја користите новата лунарна орбитална платформа на Lunar Gateway како трајна вселенска станица, од каде модулите за еднократно користење ќе ги испорачаат астронаутите на Месечината. Имплементацијата на новиот концепт побара развојот на нови оптимални слетувачки шеми на површината на Месечината. Денес, приватните компании на барање на НАСА спроведуваат истражувања за создавање на нови модули за еднократно слетување, но напредокот и резултатите од спроведените студии сè уште не се пријавени.
Магистерски Студент Сколтеха Кир Латишвев, дипломиран Студент Никола Гарзанити, вонреден професор Алесандро Гарчар и професорот Мит Едвард Кроули разви математички модели за да ги процени повеќето ветувачки шеми за слетување за програмата Артемис. Во историската програма "Аполо", на пример, лунарниот модул беше користен од чекорите за слетување и полетување, што доведе до два астронаути на Месечината и назад кон бродот, оставајќи го слетувањето на Месечината.
Истражувачите тргнаа од претпоставката дека платформата Lunar Gateway ќе биде лоцирана на речиси праволиниски хало орбита во близина на Lagrange L2 POINT - оваа орбита денес е најпосакуваната локација на станицата која му овозможува на астронаутот слетување на јужниот пол на Месечината. Научниците симулираа варијанта во која екипажот во четири астронаути ќе потроши околу седум дена на Месечината, разликувајќи го бројот на чекори и тип на гориво. Вкупно 39 опции за идниот систем на слетување лице на Месечината беа анализирани. Вклучувајќи споредба на повеќето ветувачки опции во цената на проектот
Тимот користеше интегриран пристап кон проценката на алтернативните конфигурации на модулите за слетување преку анализирање на сет на опции со користење на модели за скрининг. Прво, експертите идентификуваа основен сет на архитектонски решенија, вклучувајќи го и бројот на чекори и тип на гориво за секоја фаза од модулот за слетување.
Добиените податоци беа сумирани во форма на математички модели, со помош на кои научниците спроведоа сеопфатна нумеричка студија за опциите за изградба на систем, комбинирајќи различни архитектонски решенија. Во завршна фаза, добиените решенија беа анализирани и преферирани опции кои би можеле да бидат интересни за оние кои се вклучени во дизајнот на модулите за слетување на лунарните слетување.
Анализата покажа дека за системите за еднократна употреба на типот на модули за садење Apollo, најуспешно решение од гледна точка на вкупната маса на горивото, сувата маса на вселенското летало и лансирањето ќе биде двостепена архитектура . Меѓутоа, за бродовите за еднократно користење, кои се планираат да се користат како дел од програмата Artemis, едностепените и тристепените системи брзо почнуваат да се натпреваруваат со две фази.
Со оглед на сите претпоставки направени во статијата, може да се тврди дека "безусловниот" лидер меѓу решенијата за краткорочни лунарни мисии е еднократно е еден фазен модул за течен кислород и течен хидроген (LOOX / LH2). Сепак, авторите нагласуваат дека ова е само прелиминарна анализа, во која фактори како што се безбедноста на екипажот, веројатноста за мисијата, како и ризиците од управување со проекти не се земаат предвид. За да се објаснат овие фактори, ќе се бара подетална симулација во последователните фази на програмата.
Кир Латишхев забележува дека, како дел од програмата Аполо, инженерите на НАСА спровеле слична анализа и ја избрале конфигурацијата на двостепениот модул. Меѓутоа, во тоа време, лунарната програма била изградена врз фундаментално различна архитектура, во која немало лунарна орбитална станица, каде што би било можно да се постави лунарниот модул во интервалот помеѓу летовите. Ова значи дека сите летови мораа да настапат од земјата користејќи лунарни модули за еднократна употреба, односно создавање на нов апарат за секоја мисија. Покрај тоа, во отсуство на лунарната орбитална станица, употребата на систем за садење со три чекори, кој се смета во наше време, не е можно.
"Во студијата добивме интересен резултат: ако ги разгледаме уредите за еднократна употреба, излегува дека дури и со орбиталната станица, можете да креирате двостепен модул за слетување (сличен модул" Аполо ") со помала маса на апаратот и гориво и пониски трошоци, кои генерално се во согласност со концептот, усвоен во програмата "Аполо". Но, употребата на еднократно модули се менува сè.
Иако единечни и три-фазни уреди сеуште надминат двостепена од нивната маса, тие ни овозможуваат постојано да ги користиме повеќето од нивните маси (приближно 70-100 проценти, а не 60, како во случај на двостепени модули), истовремено обезбедувајќи Заштеди на трошоците и испорака трошоци Нови уреди по орбитална станица, што доведува до намалување на лунарната програма како целина ", вели Латиш.
Таа додава дека важен фактор во дизајнот на системите за вселенски системи е безбедноста на екипажот, но разгледувањето на ова прашање оди подалеку од истражувачката рамка. "Безбедноста е важен фактор за кој зависи изборот на шемата за слетување. Употребата на повеќестепени модули може да обезбеди повеќе можности за безбедно враќање на екипажот на лунарната орбитална станица во случај на вонредна состојба, која е поволна истакната со мулти-фазен модул од нашиот "лидер" - едностепен систем.
За разлика од еден фазен модул, дво-три-фазен систем ви овозможува да го користите екипажот и модулот за слетување и слетување. Во исто време, се очекува дека, поради поголема сложеност, системите со две и три фази ќе бидат повисоки од ризикот од технички неуспеси во споредба со единечните системи.
Тоа е, изборот тука е повторно двосмислена - секоја шема има свои предности и недостатоци ", додава Latyshev. Во иднина, научниците планираат да ја прошират рамката на нивната работа и да спроведат сеопфатна студија за системската архитектура на целата истражувачка инфраструктура, која е составен дел на сите ветувачки програми за летови за екипаж на Месечината.
Извор: Голи наука