Článok opisujúci výsledky štúdie bolo uverejnené v časopise Acta Astronautica. Vzhľadom k tomu, v decembri 1972, posádka lode Apollo-17 sa vrátil k Zemi, ľudstvo sa nezúčastňuje na sen na návštevu mesiaca. V roku 2017 vláda USA začala program Artemis, ktorým cieľom je let "prvej ženy a ďalšieho muža" na južnom póle Mesiaca do roku 2024.
V programe ARTEMIS sa plánuje používať mesačnú orbitálnu platformu Lunar Gateway ako permanentnú vesmírnu stanicu, od miesta, kde opätovne použiteľné moduly dodá astronauts na Mesiac. Implementácia novej koncepcie požiadala o vývoj nových optimálnych pristávacích systémov na povrchu Mesiaca. Dnes súkromné spoločnosti na žiadosť NASA vykonávajú výskum na vytvorenie nových modulov opätovne použiteľných pristátia, ale pokrok a výsledky vykonaných štúdií ešte neboli hlásené.
Študent MASTER SOTUMENTY SOTHEREHA KIR LAYSHEV, absolventský študent Nikola Garzaniti, Associate Alessandro Garcar a profesor MIT Edward Crowley vyvinuli matematické modely na posúdenie najsľubnejších pristávacích systémov pre program ARTEMIS. V historickom programe "Apollo", napríklad Lunárny modul bol použitý z pristávacích a vzletných krokov, ktoré doručili dva astronauts na mesiac a späť na loď, pričom sa ponoril krok pristátia na Mesiaci.
Výskumní pracovníci pokračovali z predpokladu, že platforma Lunar Gateway bude umiestnená na takmer priamej rade Halo Orbit v blízkosti Lagrange L2 Bod - Táto obežná dráha je dnes preferovaným umiestnením stanice, ktorá umožňuje pristátie astronautu na južnom póle Mesiaca. Vedci simulovali variant, v ktorom posádka v štyroch astronauts strávi asi sedem dní na Mesiaci, mení sa počet krokov a typu paliva. Celkovo bolo analyzovaných 39 možností pre budúci systém pristátia osoby na Mesiaci. Vrátane porovnania najsľubnejších možností v nákladoch na projekt
Tím používal integrovaný prístup k hodnoteniu alternatívnych konfigurácií pristávacích modulov analýzou sady volieb pomocou skríningových modelov. Po prvé, odborníci identifikovali základnú sadu architektonických riešení, vrátane počtu krokov a typu paliva pre každú fázu pristávacieho modulu.
Získané údaje boli zhrnuté vo forme matematických modelov, s pomocou ktorých vedci uskutočnili komplexnú numerickú štúdiu možností budovania systému, ktorý kombinuje rôzne architektonické riešenia. V poslednej fáze boli prijaté riešenia analyzované a uprednostňované možnosti, ktoré by mohli byť zaujímavé pre tých, ktorí sú zapojení do návrhu mesačných pristávacích modulov.
Analýza ukázala, že pre jednorazové systémy typu typu výsadbových modulov Apollo, najúspešnejších riešení z hľadiska celkovej hmotnosti paliva, suchá hmotnosť kozmickej lode a hodnoty spustenia bude dvojstupňová architektúra . Avšak, pre opakovane použiteľné lode, ktoré sa plánujú používať ako súčasť programu ARTEMIS, jedno-štádium a trojstupňové systémy rýchlo začne konkurovať dvojstupňovým.
Vzhľadom na všetky predpoklady vyrobené v článku sa dá tvrdiť, že "bezpodmienečný" líder medzi riešeniami pre krátkodobé mesačné misie je opakovane použiteľný jednostupňový modul na kvapalnom kyslíku a kvapalnom vodíku (LOX / LH2). Autori však zdôrazňujú, že ide len o predbežnú analýzu, v ktorých faktory, ako je bezpečnosť posádky, pravdepodobnosť misie, ako aj riziká projektového riadenia sa neberú do úvahy. Ak chcete zohľadniť tieto faktory, v nasledujúcich štádiách programu sa bude vyžadovať podrobnejšia simulácia.
KIR LAYSHEV poznamenáva, že ako súčasť programu APOLLO, inžinieri NASA uskutočnili podobnú analýzu a vybrali dvojstupňovú konfiguráciu modulu. Avšak, v tej dobe, Lunárny program bol postavený na zásadne odlišnej architektúre, v ktorom nebola žiadna mesačná orbitálna stanica, kde by bolo možné umiestniť mesačný modul do intervalu medzi lety. To znamená, že všetky lety museli vykonávať zo zeme pomocou jednorazových mesačných modulov, to znamená, že vytvára nové prístroje pre každú misiu. Okrem toho, v neprítomnosti mesačnej orbitálnej stanice, použitie trojstupňového systému výsadby, ktorý je zvážený v našom čase, nebol možný.
"V štúdii sme dostali zaujímavý výsledok: ak zvážime jednorazové zariadenia, ukázalo sa, že aj s orbitálnou stanicou môžete vytvoriť dvojstupňový vstupný modul (podobný modul" Apollo ") s menšou hmotnosťou prístroja a palivo a nižšie náklady, ktoré vo všeobecnosti vyhovujú koncepcii, prijaté v programe "Apollo". Použitie opakovane použiteľných modulov však zmení všetko.
Hoci jednoduché a trojstupňové zariadenia stále presahujú dvojstupňovú svojou hmotou, umožňujú nám opakovane používanie väčšiny svojich masy (približne 70-100 percent, a nie 60, ako v prípade dvojstupňových modulov), pričom sa zabezpečí Úspory nákladov a dodávky náklady Nové zariadenia na orbitálnu stanicu, ktorá vedie k zníženiu programu Lunárneho programu ako celku, "hovorí Layshev.
Dodáva, že dôležitý faktor pri navrhovaní vesmírnych systémov je bezpečnosť posádky, ale zváženie tejto otázky presahuje rámec výskumu. "Bezpečnosť je dôležitým faktorom, na ktorom závisí výber systému pristátia. Použitie viacstupňových modulov môže poskytnúť viac príležitostí na bezpečný návrat posádky do mesačnej orbitálnej stanice v prípade núdze, čo je výhodné rozlišovať viacstupňový modul z nášho systému "Leader" - jednostupňový systém.
Na rozdiel od jednostupňového modulu umožňuje dvoj- alebo trojstupňový systém umožňuje používať na vrátenie posádky od vzletu a pristávacieho modulu. Zároveň sa očakáva, že v dôsledku väčšej zložitosti budú dvoj- a trojstupňové systémy vyššia ako riziko technických zlyhaní v porovnaní s jednostupňovými systémami.
To znamená, že výber je opäť nejednoznačná - každá schéma má svoje výhody a nevýhody, "pridáva latysev. V budúcnosti vedci plánujú rozšíriť rámec svojej práce a vykonávať komplexnú štúdiu systémovej architektúry celej výskumnej infraštruktúry, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou všetkých sľubných programov pre vesmírne lety na mesiač.
Zdroj: Nahá veda