Новости

Ученые из «Сколтеха» и MIT подобрали оптимальную архитектуру лунного модуля

Каким должен быть модуль, который доставит астронавтов на Луну с орбиты, выяснили исследователи из Сколковского института науки и технологий («Сколтех») и Массачусетского технологического института (MIT).

Исследование опубликовано в журнале Acta Astronautica, коротко о нем рассказывается на сайте «Сколтеха».

В рамках лунной программы НАСА Artemis исследователи из «Сколтеха» совместно с коллегами из MIT разработали математические модели схем посадки на Луну и оценили их эффективность и стоимость. Программа предполагает, что астронавты будут отправляться на спутник с орбитального лунного шлюза Lunar Gateway.

Ученые рассмотрели 39 вариантов системы доставки людей на Луну. Модели предполагали, что экипаж будет состоять из четырех астронавтов и должен провести на поверхности естественного спутника Земли около семи суток.

Разнообразные конфигурации посадочных модулей имели разное число ступеней и различные типы топлива для каждой из них.

Оказалось, что для одноразовых систем, которые использовались в модулях «Аполлон», лучшим решением была бы двухступенчатая архитектура. Однако в программе Artemis предполагается использовать многоразовые корабли.

С точки зрения стоимости и эффективности оптимальным решением оказался одноступенчатый модуль на жидком кислороде и жидком водороде.

«В исследовании мы получили интересный результат: если рассматривать одноразовые аппараты, оказывается, что даже при наличии орбитальной станции можно создать двухступенчатый посадочный модуль (аналогичный модулю "Аполлон") с меньшей массой аппарата и топлива и более низкими затратами, что в целом соответствует концепции, принятой в программе "Аполлон". Однако использование многоразовых модулей все меняет. Хотя одно- и трехступенчатые аппараты по-прежнему превосходят двухступенчатые по своей массе, они позволяют многократно использовать бо́льшую часть своей массы (приблизительно 70–100%, а не 60%, как в случае двухступенчатых модулей), при этом обеспечивая экономию затрат на производство и доставку новых аппаратов на орбитальную станцию, что ведет к удешевлению лунной программы в целом», — пояснил соавтор исследования, студент магистратуры «Сколтеха» Кир Латышев.

Однако в анализе не рассматривались вопросы безопасности экипажа и миссии в целом.

«Безопасность — важный фактор, от которого зависит выбор схемы посадки. Использование многоступенчатых модулей может обеспечить больше возможностей для безопасного возврата экипажа на лунную орбитальную станцию в случае аварийной ситуации, что выгодно отличает многоступенчатый модуль от нашего "лидера" — одноступенчатой системы, — добавил Латышев. — В отличие от одноступенчатого модуля, двух- или трехступенчатая система позволяет использовать для возврата экипажа как взлетный, так и посадочный модуль. В то же время ожидается, что в силу большей сложности у двух- и трехступенчатых систем будет выше риск возникновения технических сбоев по сравнению с одноступенчатыми системами. То есть выбор здесь снова неоднозначен».

Анализ безопасности предполагается осуществить на следующих этапах проекта.

Фото: Shutterstock

Стал известен облик российской ракеты для лунной программы

Японский миллиардер приглашает в путешествие вокруг Луны

Читайте также
На американском сегменте МКС вышел из строя блок электропитания
На американском сегменте МКС вышел из строя блок электропитания
Поломку будут устранять с помощью манипулятора.
Япония собралась отправить на орбиту спутник, вооруженный лазером
Япония собралась отправить на орбиту спутник, вооруженный лазером
Якобы для уничтожения космического мусора.