Ang isang artikulo na naglalarawan sa mga resulta ng pag-aaral ay na-publish sa Acta astronautica magazine. Mula noong Disyembre 1972, ang barko ng Apollo-17 ay bumalik sa Earth, ang sangkatauhan ay hindi bahagi sa panaginip upang bisitahin muli ang buwan. Noong 2017, inilunsad ng gubyernong US ang programang Artemis, ang layunin ng kung saan ay ang flight ng "unang babae at ang susunod na tao" sa South Pole ng buwan sa pamamagitan ng 2024.
Sa Artemis Program, pinlano na gamitin ang Lunar Orbital platform ng Bagong Lunar Gateway bilang isang permanenteng istasyon ng espasyo, mula sa kung saan ang mga magagamit na module ay maghahatid ng mga astronaut sa buwan. Ang pagpapatupad ng bagong konsepto ay humiling ng pag-unlad ng mga bagong pinakamainam na landing scheme sa ibabaw ng buwan. Sa ngayon, ang mga pribadong kumpanya sa kahilingan ng NASA ay nagsasagawa ng pananaliksik upang lumikha ng mga bagong magagamit na mga landing module, ngunit ang pag-unlad at mga resulta ng mga pag-aaral na isinagawa ay hindi pa naiulat.
Master's Student Skolteha Kir Latyshev, Graduate Student Nikola Garzaniti, Associate Professor Alessandro Garcar at Propesor Mit Edward Crowley ay bumuo ng mga modelo ng matematika upang masuri ang pinaka-promising landing scheme para sa programang Artemis. Sa makasaysayang programa na "Apollo", halimbawa, ang isang Lunar module ay ginamit mula sa mga landing at take-off na mga hakbang, na naghahatid ng dalawang astronaut sa buwan at pabalik sa barko, na iniiwan ang landing step sa buwan.
Ang mga mananaliksik ay nagpatuloy mula sa palagay na ang Lunar Gateway platform ay matatagpuan sa isang halos tuwid na linya ng halo orbita malapit sa Lagrange L2 Point - ang orbit na ito ngayon ay ang ginustong lokasyon ng istasyon na nagbibigay-daan sa landing ng astronaut sa timog na poste ng buwan. Ang mga siyentipiko ay nagbibigay ng isang variant na kung saan ang mga crew sa apat na astronaut ay gagastusin tungkol sa pitong araw sa buwan, iba't ibang bilang ng mga hakbang at uri ng gasolina. Sa kabuuan, 39 mga pagpipilian para sa hinaharap na sistema ng landing isang tao sa buwan ay pinag-aralan. Kabilang ang isang paghahambing ng mga pinaka-promising mga pagpipilian sa gastos sa proyekto
Ginamit ng koponan ang isang pinagsamang diskarte sa pagtatasa ng mga alternatibong kumpigurasyon ng mga landing module sa pamamagitan ng pag-aaral ng hanay ng mga pagpipilian gamit ang mga modelo ng screening. Una, kinilala ng mga eksperto ang isang pangunahing hanay ng mga solusyon sa arkitektura, kabilang ang bilang ng mga hakbang at uri ng gasolina para sa bawat yugto ng landing module.
Ang data na nakuha ay summarized sa anyo ng mga modelo ng matematika, sa tulong ng kung aling mga siyentipiko ang nagsagawa ng isang komprehensibong numerical na pag-aaral ng mga pagpipilian para sa pagbuo ng isang sistema, pagsasama ng iba't ibang mga solusyon sa arkitektura. Sa huling yugto, ang natanggap na mga solusyon ay pinag-aralan at ginustong mga pagpipilian na maaaring maging kawili-wili sa mga kasangkot sa disenyo ng Lunar landing modules.
Ang pagtatasa ay nagpakita na para sa mga disposable system ng uri ng mga module ng planting Apollo, ang pinakamatagumpay na solusyon mula sa punto ng view ng kabuuang masa ng gasolina, ang dry mass ng spacecraft at ang halaga ng paglunsad ay magiging isang dalawang yugto architecture . Gayunpaman, para sa mga magagamit na barko, na pinlano na magamit bilang bahagi ng programa ng Artemis, ang single-stage at tatlong yugto system ay mabilis na magsimulang makipagkumpetensya sa dalawang yugto.
Dahil sa lahat ng mga pagpapalagay na ginawa sa artikulo, maaari itong argued na ang "unconditional" lider sa mga solusyon para sa panandaliang lunar mission ay isang reusable single-stage module sa likido oxygen at likido hydrogen (lox / lh2). Gayunpaman, binibigyang diin ng mga may-akda na ito ay isang paunang pagtatasa, kung saan ang mga kadahilanan tulad ng kaligtasan ng mga tripulante, ang posibilidad ng misyon, pati na rin ang mga panganib ng pamamahala ng proyekto ay hindi isinasaalang-alang. Upang i-account para sa mga salik na ito, mas detalyadong kunwa ay kinakailangan sa kasunod na yugto ng programa.
Sinabi ni Kir Latyshev na, bilang bahagi ng programa ng Apollo, ang mga inhinyero ng NASA ay nagsagawa ng katulad na pagtatasa at pinili ang configuration ng dalawang-stage module. Gayunpaman, noong panahong iyon, ang Lunar Program ay itinayo sa isang iba't ibang arkitektura sa panimula, kung saan walang lunar orbital station, kung saan posible na ilagay ang lunar module sa agwat sa pagitan ng mga flight. Nangangahulugan ito na ang lahat ng mga flight ay dapat gumanap mula sa lupa gamit ang disposable lunar modules, iyon ay, paglikha ng isang bagong kasangkapan para sa bawat misyon. Bilang karagdagan, sa kawalan ng isang Lunar Orbital Station, ang paggamit ng isang tatlong-hakbang na sistema ng planting, na itinuturing sa ating panahon, ay hindi posible.
"Sa pag-aaral, nakatanggap kami ng isang kagiliw-giliw na resulta: kung isaalang-alang namin ang mga disposable device, lumiliko ito kahit na sa orbital station, maaari kang lumikha ng isang dalawang-hakbang na landing module (katulad na module" Apollo ") na may mas maliit na masa ng patakaran ng pamahalaan at gasolina at mas mababang mga gastos, na karaniwang sumusunod sa konsepto, pinagtibay sa programa na "Apollo". Ngunit ang paggamit ng mga magagamit na module ay nagbabago ng lahat.
Kahit na ang single at tatlong yugto ng mga aparato ay lumampas pa rin ng dalawang yugto ng kanilang masa, pinapayagan nila kaming paulit-ulit na gamitin ang karamihan sa kanilang masa (humigit-kumulang 70-100 porsiyento, at hindi 60, tulad ng sa kaso ng dalawang yugto), habang tinitiyak Ang pagtitipid sa gastos at paghahatid ay nagkakahalaga ng mga bagong aparato sa bawat orbital station, na humahantong sa pagbawas ng programa ng Lunar sa kabuuan, "sabi ni Latyshev.
Nagdaragdag ito na ang isang mahalagang kadahilanan sa disenyo ng mga sistema ng espasyo ng tao ay ang seguridad ng crew, ngunit ang pagsasaalang-alang ng isyung ito ay higit sa balangkas ng pananaliksik. "Ang seguridad ay isang mahalagang kadahilanan kung saan ang pagpili ng landing scheme ay nakasalalay. Ang paggamit ng mga multistage module ay maaaring magbigay ng higit pang mga pagkakataon para sa isang ligtas na pagbabalik ng crew sa Lunar Orbital Station sa kaso ng isang emergency, na advantageous na nakikilala sa pamamagitan ng isang multi-stage module mula sa aming "pinuno" - single-stage system.
Hindi tulad ng isang solong yugto module, isang dalawang-o tatlong-stage system ay nagbibigay-daan sa iyo upang gamitin upang ibalik ang crew parehong take-off at landing module. Kasabay nito, inaasahan na, dahil sa mas kumplikado, ang dalawang- at tatlong yugto ay mas mataas kaysa sa panganib ng mga teknikal na pagkabigo kumpara sa mga single-stage system.
Iyon ay, ang pagpipilian dito ay muli hindi siguradong - ang bawat pamamaraan ay may mga pakinabang at disadvantages, "nagdadagdag ng Latyshev. Sa hinaharap, plano ng mga siyentipiko na palawakin ang balangkas ng kanilang trabaho at magsagawa ng isang komprehensibong pag-aaral ng sistematikong arkitektura ng buong imprastraktura ng pananaliksik, na isang mahalagang bahagi ng lahat ng mga promising program para sa mga flight ng espasyo sa buwan.
Pinagmulan: Naked Science.