研究者グループは、数学モデルを使用して、宇宙着陸モジュールのさまざまな構成を研究しました。 宇宙飛行士を月面に着陸させ、軌道上の月面ステーションに帰還させる最善の方法を決定するため、いわゆる「ラスト マイル」をすべて NASA のアルテミス プログラムの枠組みの中で決定します。
科学者たちは、2017 年に米国政府によって開始されたアルテミス計画の最も有望な月面着陸計画を評価するための数学的モデルを開発しました。 このプログラムの目標は、2024 年までに月の南極に人類を着陸させることです。 プログラムの一環として、新しい月軌道プラットフォーム ゲートウェイ Lunar Gateway を恒久的な宇宙ステーションとして使用し、そこから再利用可能なモジュールで宇宙飛行士を月に運ぶ予定です。 新しいコンセプトの実装には、月面に着陸するための新しいスキームの開発が必要です。
モデリングの際、研究者は、月のゲートウェイ プラットフォームがラグランジュ ポイント L2 付近のハロー軌道のほぼ直線上に配置されると想定しました。これは、ステーションを月の南極に配置するための最良のオプションです。
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科学者たちは、ステージの数と燃料の種類を変えて、39 人の宇宙飛行士の乗組員が月で約 日間過ごすオプションをモデル化しました。 合計で、月に人を着陸させる将来のシステムのの変種が分析されました。
段階のアーキテクチャ
最初に、チームはアーキテクチャ ソリューションの基本セットを定義しました。つまり、着陸船のステージ数と各ステージの燃料の種類です。 その後、データは数学的モデルの形で要約され、研究者はその助けを借りて、システムを構築するためのオプションの包括的な研究を行い、さまざまなアーキテクチャソリューションを組み合わせました。 最終段階で、得られた解空間が分析され、月着陸モジュールの設計に携わる専門家にとって興味深いかもしれない最良のオプションが選択されました。
分析の結果、使い捨てシステムの場合、最も成功するソリューションは 段階のアーキテクチャであることがわかりました。 ただし、再利用可能な船の場合、 段式および 段式システムが急速に 段式システムと競合し始めています。 短期月面ミッションで最も成功したのは、液体酸素と液体水素の再利用可能な単段モジュールです。 ただし、著者は、これが乗組員の安全性、ミッション成功の確率、およびプロジェクト管理のリスクを考慮に入れていない予備的な分析であることを強調しています。
将来的には、科学者は自分たちの仕事の範囲を拡大し、月への有人宇宙飛行のすべての将来のプログラムにとって不可欠な条件である研究インフラストラクチャ全体のシステムアーキテクチャの包括的な研究を行うことを計画しています。
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