Ryhmä tutkijoita tutki matemaattisten mallien avulla erilaisia avaruuteen laskeutuvien moduulien kokoonpanoja. Jotta voidaan määrittää paras tapa laskeutua astronautit kuuhun ja palauttaa heidät kiertoradalle - niin sanotulle "viimeiselle mailille" - kaikki NASAn Artemis-ohjelman puitteissa.
Tutkijat ovat kehittäneet matemaattisia malleja arvioidakseen lupaavimpia kuuhun laskeutumissuunnitelmia Yhdysvaltain hallituksen vuonna 2017 käynnistämässä Artemis-ohjelmassa. Ohjelman tavoitteena on päästää ihmisiä Kuun etelänavalle vuoteen 2024 mennessä. Osana ohjelmaa on tarkoitus käyttää uutta kuunkiertoradan alusta-yhdyskäytävää Lunar Gatewayta pysyvänä avaruusasemana, josta uudelleenkäytettävät moduulit kuljettavat astronautit Kuuhun. Uuden konseptin toteuttaminen edellyttää uusien järjestelmien kehittämistä Kuun pinnalle laskeutumiseen.
Mallinnuksessa tutkijat olettivat, että Lunar Gateway -alusta sijaitsee melkein suoralla halo-radalla lähellä Lagrange-pistettä L2 - tämä on paras vaihtoehto aseman sijoittamiseen Kuun etelänavalle.
Aiheesta:
- SpaceX vs. NASA: Kuka laittaa ensimmäisenä ihmisen kuuhun?
- Kanadalainen astronautti lentää Kuun ympäri NASAn uuden raketin ensimmäisen lennon aikana
Tutkijat mallinsivat vaihtoehdon, jossa neljän astronautin miehistö viettäisi kuussa noin seitsemän päivää vaihtelemalla vaiheiden lukumäärää ja polttoaineen tyyppiä. Yhteensä analysoitiin 39 muunnelmaa tulevasta järjestelmästä, jossa ihminen laskeutuu kuuhun.
Kaksivaiheinen arkkitehtuuri
Ensin tiimi määritteli arkkitehtonisten ratkaisujen perusjoukon: vaiheiden lukumäärän ja polttoainetyypin laskukoneen jokaiselle vaiheelle. Sen jälkeen aineisto koottiin matemaattisiksi malleiksi, joiden avulla tutkijat suorittivat kattavan tutkimuksen vaihtoehdoista järjestelmän rakentamiseen yhdistäen erilaisia arkkitehtonisia ratkaisuja. Viimeisessä vaiheessa saatu päätöstila analysoitiin ja valittiin parhaat vaihtoehdot, jotka saattavat kiinnostaa kuuhun laskeutumismoduulien suunnitteluun osallistuvia asiantuntijoita.
Analyysi osoitti, että kertakäyttöjärjestelmille menestynein ratkaisu olisi kaksivaiheinen arkkitehtuuri. Uudelleenkäytettävien alusten osalta yksivaiheiset ja kolmivaiheiset järjestelmät alkavat kuitenkin nopeasti kilpailla kaksivaiheisten järjestelmien kanssa. Menestynein lyhytkestoisille kuulennoille on uudelleenkäytettävä yksivaiheinen nestemäisen hapen ja nestemäisen vedyn moduuli. Kirjoittajat kuitenkin korostavat, että kyseessä on alustava analyysi, jossa ei oteta huomioon miehistön turvallisuutta, tehtävän onnistumisen todennäköisyyttä eikä projektinhallinnan riskejä.
Tulevaisuudessa tutkijat aikovat laajentaa työnsä laajuutta ja suorittaa kattavan tutkimuksen koko tutkimusinfrastruktuurin järjestelmäarkkitehtuurista, mikä on välttämätön edellytys kaikille mahdollisille miehitetyille avaruuslennoille Kuuhun.
Lue myös: