为了未来月球使命的“终究一英里”,来自莫斯科斯科尔科沃理工学院(Skoltech)和麻省理工学院的研讨人员剖析了几十个方案,从中挑出功能最好和最具本钱效益的。月球使命“终究一英里”实际上是把宇航员送到月球外表,然后安全地回来绕月空间站。这篇论文宣布在《宇航学报》杂志上。
自1972年12月阿波罗17号宇航员脱离月球外表以来,人类一向巴望重返月球。2017年,美国政府启动了“阿尔忒弥斯”方案,方案在2024年之前将“第一个女人和下一个男性”带到月球南极。“阿尔忒弥斯”使命将运用一个新的轨迹渠道,称为“月球门户”,这将成为一个永久空间站,可重复运用的模块将把宇航员带回月球。这种新办法需求从头剖析最佳着陆办法;与NASA签订合同规划可重复运用的着陆模块的私家公司正在进行这项研讨,但他们对自己的发现保密。
科尔科沃理工学院理科硕士研讨生KirLatyshev、博士生NicolaGarzaniti、副教授AlessandroGolkar和麻省理工学院的EdwardCrawley开发了数学模型,以评价未来阿尔忒弥斯使命中最有期望的人类着陆体系挑选。例如,阿波罗方案选用两阶段结构,当阿波罗登月舱,包含下降和上升模块,可以带着两个人到月球外表及回来,留下下降模块。
研讨团队假定“月球门户”坐落L2直线晕轨迹邻近,这是现在首选,使空间站绕L2拉格朗日点运转,更简单降落在月球南极。他们还模拟了一次由四名宇航员组成的远征,将在月球上度过大约7天。科学家们考虑了该体系的最佳级数和首选推进剂。他们一共阅历了39种未来月球人类着陆体系的变种,也为最有期望的选项进行本钱建模。
剖析标明,关于耗费性着陆体系,如在阿波罗方案中运用的体系,2级结构确实是最有利的,由于它具有更低的总干质量和推进剂载荷,以及每次使命更低的发射本钱。但是,关于方案用于“阿尔忒弥斯”项目的可重复运用飞行器,1级和3级体系在其优势上很快变得具有可比性。
论文中考虑的一切假定,一系列短的“突击”式月球使命是“终究”赢家,采纳1级可重复运用模块运转的液氧和液氢(LOX/LH2)。作者指出,这仅仅一个开始剖析,没有考虑到宇航员的安全,使命成功的概率以及项目办理的危险,这些将需求在方案后期更具体的建模。