Satu artikel yang menerangkan hasil kajian itu diterbitkan dalam majalah Acta Astronautica. Sejak pada Disember 1972, kru kapal Apollo-17 kembali ke Bumi, manusia tidak berpisah dengan impian untuk melawat Bulan lagi. Pada tahun 2017, kerajaan Amerika Syarikat melancarkan program Artemis, tujuannya adalah penerbangan "wanita pertama dan lelaki seterusnya" di Kutub Selatan Bulan menjelang 2024.
Dalam program Artemis, ia dirancang untuk menggunakan platform orbit Lunar Lunar New Gateway sebagai stesen angkasa tetap, dari mana modul boleh diguna semula akan menyampaikan angkasawan ke bulan. Pelaksanaan konsep baru meminta pembangunan skim pendaratan optimum baru di permukaan bulan. Hari ini, syarikat swasta atas permintaan NASA sedang menjalankan penyelidikan untuk mewujudkan modul pendaratan yang boleh diguna semula, tetapi kemajuan dan hasil kajian yang dijalankan belum dilaporkan.
Pelajar Sarjana Skolteha Kir Latyshev, pelajar siswazah Nikola Garzaniti, Profesor Madya Alessandro Garcar dan Profesor Mit Edward Crowley membangunkan model matematik untuk menilai skim pendaratan yang paling menjanjikan untuk program Artemis. Dalam program sejarah "Apollo", sebagai contoh, modul lunar digunakan dari langkah pendaratan dan pengambilan, yang menyampaikan dua angkasawan ke bulan dan kembali ke kapal, meninggalkan langkah pendaratan di bulan.
Para penyelidik meneruskan andaian bahawa platform Lunar Gateway akan terletak di orbit halo yang hampir lurus berhampiran Lagrange L2 Point - Orbit ini hari ini adalah lokasi pilihan stesen yang membolehkan angkasawan mendarat di atas tiang selatan bulan. Para saintis menyimulasikan varian di mana kru dalam empat angkasawan akan menghabiskan kira-kira tujuh hari di Bulan, mengubah jumlah langkah dan jenis bahan api. Secara keseluruhan, 39 pilihan untuk sistem pendaratan masa depan seseorang di Bulan dianalisis. Termasuk perbandingan pilihan yang paling menjanjikan dalam kos projek
Pasukan menggunakan pendekatan bersepadu untuk penilaian konfigurasi alternatif modul pendaratan dengan menganalisis set pilihan menggunakan model pemeriksaan. Pertama, pakar mengenal pasti satu set asas penyelesaian seni bina, termasuk bilangan langkah dan jenis bahan api untuk setiap peringkat modul pendaratan.
Data yang diperoleh diringkaskan dalam bentuk model matematik, dengan bantuan saintis menjalankan kajian berangka yang komprehensif mengenai pilihan untuk membina sistem, menggabungkan pelbagai penyelesaian seni bina. Di peringkat akhir, penyelesaian yang diterima telah dianalisis dan pilihan pilihan yang boleh menjadi menarik bagi mereka yang terlibat dalam reka bentuk modul pendaratan lunar.
Analisis menunjukkan bahawa untuk sistem boleh guna jenis modul penanaman Apollo, penyelesaian yang paling berjaya dari sudut pandangan jumlah jisim bahan api, jisim kering kapal angkasa dan nilai pelancaran akan menjadi seni bina dua peringkat . Walau bagaimanapun, untuk kapal yang boleh diguna semula, yang dirancang untuk digunakan sebagai sebahagian daripada program Artemis, sistem tunggal dan tiga peringkat dengan cepat mula bersaing dengan dua peringkat.
Memandangkan semua andaian yang dibuat dalam artikel itu, dapat dikatakan bahawa pemimpin "tanpa syarat" di kalangan penyelesaian untuk misi lunar jangka pendek adalah modul satu peringkat yang boleh diguna semula pada oksigen cecair dan hidrogen cecair (LOX / LH2). Walau bagaimanapun, penulis menekankan bahawa ini hanya merupakan analisis awal, di mana faktor-faktor seperti keselamatan kru, kemungkinan misi, serta risiko pengurusan projek tidak diambil kira. Untuk mengambil kira faktor-faktor ini, simulasi yang lebih terperinci akan diperlukan pada peringkat seterusnya program ini.
KIR Latyshev mencatatkan bahawa, sebagai sebahagian daripada program Apollo, Jurutera NASA menjalankan analisis yang sama dan memilih konfigurasi modul dua peringkat. Walau bagaimanapun, pada masa itu, program lunar dibina berdasarkan seni bina yang berbeza, di mana tiada stesen orbital lunar, di mana ia mungkin untuk meletakkan modul bulan dalam selang antara penerbangan. Ini bermakna bahawa semua penerbangan terpaksa melakukan dari tanah menggunakan modul lunar boleh guna, iaitu, mewujudkan alat baru untuk setiap misi. Di samping itu, dengan ketiadaan sebuah stesen orbital lunar, penggunaan sistem penanaman tiga langkah, yang dipertimbangkan dalam masa kita, tidak mungkin.
"Dalam kajian ini, kami menerima hasil yang menarik: jika kita mempertimbangkan peranti pakai buang, ternyata walaupun dengan stesen orbital, anda boleh membuat modul pendaratan dua langkah (modul yang sama" Apollo ") dengan jisim yang lebih kecil dari radas dan bahan bakar dan kos yang lebih rendah, yang umumnya mematuhi konsep, yang diterima pakai dalam program "Apollo". Tetapi penggunaan modul boleh diguna semula mengubah segala-galanya.
Walaupun peranti tunggal dan tiga peringkat masih melebihi dua peringkat oleh jisim mereka, mereka membenarkan kami berulang kali menggunakan kebanyakan orang mereka (kira-kira 70-100 peratus, dan tidak 60, seperti dalam kes modul dua peringkat), sambil memastikan Penjimatan kos dan kos penghantaran Peranti baru bagi stesen orbital, yang membawa kepada pengurangan program lunar secara keseluruhan, "kata Latyshev.
Ia menambah bahawa faktor penting dalam reka bentuk sistem ruang angkasa adalah keselamatan kru, tetapi pertimbangan isu ini melampaui rangka kerja penyelidikan. "Keselamatan adalah faktor penting di mana pilihan skim pendaratan bergantung. Penggunaan modul pelbagai dapat memberikan lebih banyak peluang untuk pulangan yang selamat dari krew ke stesen orbital lunar sekiranya berlaku kecemasan, yang berfaedah dibezakan oleh modul pelbagai peringkat dari "pemimpin" - sistem peringkat tunggal.
Tidak seperti modul peringkat tunggal, sistem dua atau tiga peringkat membolehkan anda menggunakan untuk mengembalikan krew kedua-dua modul berlepas dan pendaratan. Pada masa yang sama, diharapkan, disebabkan oleh kerumitan yang lebih besar, sistem dua dan tiga peringkat akan lebih tinggi daripada risiko kegagalan teknikal berbanding dengan sistem peringkat tunggal.
Iaitu, pilihan di sini sekali lagi samar - setiap skim mempunyai kelebihan dan kekurangannya, "tambah Latyshev. Pada masa akan datang, para saintis merancang untuk memperluaskan rangka kerja kerja mereka dan menjalankan kajian komprehensif mengenai seni bina sistemik keseluruhan infrastruktur penyelidikan, yang merupakan bahagian penting dari semua program yang menjanjikan untuk penerbangan angkasa yang dikendalikan ke Bulan.
Sumber: Sains Naked