قامت مجموعة من الباحثين ، باستخدام النماذج الرياضية ، بدراسة التكوينات المختلفة لوحدات الهبوط في الفضاء. من أجل تحديد أفضل طريقة لهبوط رواد الفضاء على القمر وإعادتهم إلى المحطة القمرية المدارية - ما يسمى بـ "الميل الأخير" - كل ذلك في إطار برنامج Artemis التابع لناسا.
طور العلماء نماذج رياضية لتقييم خطط الهبوط على سطح القمر الواعدة لبرنامج Artemis الذي أطلقته الحكومة الأمريكية في عام 2017. الهدف من البرنامج هو إنزال الناس على القطب الجنوبي للقمر بحلول عام 2024. كجزء من البرنامج ، من المخطط استخدام بوابة المنصة المدارية الجديدة Lunar Gateway كمحطة فضائية دائمة ، حيث ستنقل الوحدات القابلة لإعادة الاستخدام رواد الفضاء إلى القمر. يتطلب تنفيذ المفهوم الجديد تطوير مخططات جديدة للهبوط على سطح القمر.
عند النمذجة ، افترض الباحثون أن منصة Lunar Gateway ستقع على خط مستقيم تقريبًا من مدار الهالة بالقرب من نقطة لاغرانج L2 - وهذا هو الخيار الأفضل لوضع المحطة على القطب الجنوبي للقمر.
حول هذا الموضوع:
- سبيس إكس ضد ناسا: من سيكون أول من يضع رجلاً على سطح القمر؟
- سيطير رائد فضاء كندي حول القمر خلال الرحلة الأولى لصاروخ ناسا الجديد
وضع العلماء نموذجًا لخيار يقضي فيه طاقم مكون من أربعة رواد فضاء حوالي سبعة أيام على القمر ، مع تغيير عدد المراحل ونوع الوقود. في المجموع ، تم تحليل 39 نوعًا مختلفًا من النظام المستقبلي لهبوط رجل على القمر.
العمارة على مرحلتين
أولاً ، حدد الفريق مجموعة أساسية من الحلول المعمارية: عدد المراحل ونوع الوقود لكل مرحلة من مراحل الهبوط. بعد ذلك ، تم تلخيص البيانات في شكل نماذج رياضية ، أجرى الباحثون بمساعدة منها دراسة شاملة لخيارات بناء النظام ، والجمع بين الحلول المعمارية المختلفة. في المرحلة النهائية ، تم تحليل مساحة القرار التي تم الحصول عليها وتم اختيار أفضل الخيارات ، والتي قد تهم المتخصصين المشاركين في تصميم وحدات الهبوط على سطح القمر.
أظهر التحليل أنه بالنسبة للأنظمة ذات الاستخدام الفردي ، سيكون الحل الأكثر نجاحًا هو بنية من مرحلتين. ومع ذلك ، بالنسبة للسفن التي يعاد استخدامها ، فإن الأنظمة أحادية المرحلة وثلاثية المراحل تبدأ بسرعة في التنافس مع الأنظمة ذات المرحلتين. الأكثر نجاحًا بالنسبة للبعثات القمرية قصيرة المدى هي وحدة أحادية المرحلة قابلة لإعادة الاستخدام على الأكسجين السائل والهيدروجين السائل. ومع ذلك ، يؤكد المؤلفون أن هذا تحليل أولي لا يأخذ في الاعتبار سلامة الطاقم ، واحتمال نجاح المهمة ، ومخاطر إدارة المشروع.
في المستقبل ، يخطط العلماء لتوسيع نطاق عملهم وإجراء دراسة شاملة لهيكل النظام للبنية التحتية البحثية بأكملها ، وهو شرط لا غنى عنه لجميع البرامج المحتملة لرحلات الفضاء المأهولة إلى القمر.
اقرأ أيضا: