En grupp forskare, med hjälp av matematiska modeller, studerade olika konfigurationer av rymdlandningsmoduler. För att avgöra det bästa sättet att landa astronauter på månen och återföra dem till den orbitala månstationen - den så kallade "last milen" - allt inom ramen för NASA:s Artemis-program.
Forskare har utvecklat matematiska modeller för att utvärdera de mest lovande månlandningssystemen för Artemis-programmet som lanserades av den amerikanska regeringen 2017. Målet med programmet är att landa människor på månens sydpol år 2024. Som en del av programmet är det planerat att använda den nya månomloppsplattformen Lunar Gateway som en permanent rymdstation, varifrån återanvändbara moduler kommer att leverera astronauter till månen. Implementeringen av det nya konceptet kräver utveckling av nya system för landning på månens yta.
Vid modellering antog forskarna att Lunar Gateway-plattformen kommer att vara placerad på en nästan rak linje av halobanan nära Lagrange-punkten L2 - detta är det bästa alternativet för att placera stationen på månens sydpol.
Om ämnet:
- SpaceX vs. NASA: Vem kommer att vara den första att sätta en man på månen?
- En kanadensisk astronaut kommer att flyga runt månen under den första flygningen av NASA:s nya raket
Forskare modellerade ett alternativ där en besättning på fyra astronauter skulle tillbringa cirka sju dagar på månen, varierande antalet etapper och typen av bränsle. Totalt analyserades 39 varianter av det framtida systemet för att landa en man på månen.
Tvåstegsarkitektur
Först definierade teamet en grundläggande uppsättning arkitektoniska lösningar: antalet etapper och typen av bränsle för varje etapp av landaren. Därefter sammanfattades data i form av matematiska modeller, med hjälp av vilka forskarna genomförde en omfattande studie av alternativen för att bygga systemet, genom att kombinera olika arkitektoniska lösningar. I slutskedet analyserades det erhållna beslutsutrymmet och de bästa alternativen valdes ut, vilket kan vara av intresse för specialister som är engagerade i utformningen av månlandningsmoduler.
Analysen visade att för engångssystem skulle den mest framgångsrika lösningen vara en tvåstegsarkitektur. Men för återanvändbara fartyg börjar enstegs- och trestegssystem snabbt konkurrera med tvåstegssystem. Den mest framgångsrika för kortvariga månuppdrag är en återanvändbar enstegsmodul på flytande syre och flytande väte. Författarna framhåller dock att detta är en preliminär analys som inte tar hänsyn till besättningens säkerhet, sannolikheten för uppdragsframgång och projektledningsrisker.
I framtiden planerar forskare att utöka omfattningen av sitt arbete och genomföra en omfattande studie av systemarkitekturen för hela forskningsinfrastrukturen, vilket är ett oumbärligt villkor för alla blivande program för bemannade rymdflyg till månen.
Läs också: