Een groep onderzoekers bestudeerde met behulp van wiskundige modellen verschillende configuraties van ruimtelandingsmodules. Om te bepalen wat de beste manier is om astronauten op de maan te landen en terug te brengen naar het orbitale maanstation - de zogenaamde "last mile" - allemaal in het kader van NASA's Artemis-programma.
Wetenschappers hebben wiskundige modellen ontwikkeld om de meest veelbelovende maanlandingsschema's te evalueren voor het Artemis-programma dat in 2017 door de Amerikaanse regering werd gelanceerd. Het doel van het programma is om in 2024 mensen op de Zuidpool van de Maan te laten landen. Als onderdeel van het programma is het de bedoeling om de nieuwe maan-orbitale platform-gateway Lunar Gateway te gebruiken als een permanent ruimtestation, van waaruit herbruikbare modules astronauten naar de maan zullen brengen. De implementatie van het nieuwe concept vereist de ontwikkeling van nieuwe schema's voor de landing op het oppervlak van de maan.
Bij het modelleren gingen de onderzoekers ervan uit dat het Lunar Gateway-platform zich op een bijna rechte lijn van de halo-baan nabij het Lagrange-punt L2 zal bevinden - dit is de beste optie om het station op de zuidpool van de maan te plaatsen.
Over het onderwerp:
- SpaceX vs. NASA: wie zal de eerste zijn die een man op de maan zet?
- Een Canadese astronaut vliegt rond de maan tijdens de eerste vlucht van NASA's nieuwe raket
Wetenschappers hebben een optie gemodelleerd waarbij een bemanning van vier astronauten ongeveer zeven dagen op de maan zou doorbrengen, variërend van het aantal fasen en het type brandstof. In totaal werden 39 varianten van het toekomstige systeem voor het landen van een man op de maan geanalyseerd.
Architectuur in twee fasen
Eerst definieerde het team een basisset van architecturale oplossingen: het aantal fasen en het type brandstof voor elke fase van de lander. Daarna werden de gegevens samengevat in de vorm van wiskundige modellen, met behulp waarvan de onderzoekers een uitgebreide studie hebben uitgevoerd naar opties voor het bouwen van het systeem, waarbij verschillende architecturale oplossingen werden gecombineerd. In de laatste fase werd de verkregen beslissingsruimte geanalyseerd en werden de beste opties geselecteerd, die van belang kunnen zijn voor specialisten die zich bezighouden met het ontwerpen van maanlandingsmodules.
Uit de analyse bleek dat voor systemen voor eenmalig gebruik de meest succesvolle oplossing een architectuur in twee fasen zou zijn. Voor herbruikbare schepen beginnen eentraps- en drietrapssystemen echter snel te concurreren met tweetrapssystemen. Het meest succesvol voor korte maanmissies is een herbruikbare eentrapsmodule op vloeibare zuurstof en vloeibare waterstof. De auteurs benadrukken echter dat dit een voorlopige analyse is die geen rekening houdt met de veiligheid van de bemanning, de kans op succes van een missie en de risico's van projectbeheer.
In de toekomst zijn wetenschappers van plan om de reikwijdte van hun werk uit te breiden en een uitgebreide studie uit te voeren van de systeemarchitectuur van de gehele onderzoeksinfrastructuur, wat een onmisbare voorwaarde is voor alle toekomstige programma's van bemande ruimtevluchten naar de maan.
Lees ook: