กลุ่มนักวิจัยโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้ศึกษาการกำหนดค่าต่างๆ ของโมดูลการลงจอดในอวกาศ เพื่อกำหนดวิธีที่ดีที่สุดในการลงจอดมนุษย์อวกาศบนดวงจันทร์และส่งคืนพวกเขาไปยังสถานีดวงจันทร์ในวงโคจร - ที่เรียกว่า "ไมล์สุดท้าย" - ทั้งหมดนี้อยู่ในกรอบของโครงการ Artemis ของ NASA
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อประเมินแผนการลงจอดบนดวงจันทร์ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับโครงการ Artemis ที่รัฐบาลสหรัฐเปิดตัวในปี 2017 เป้าหมายของโครงการคือการลงจอดผู้คนบนขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ภายในปี 2024 เป็นส่วนหนึ่งของโครงการนี้ มีการวางแผนที่จะใช้ Lunar Gateway Platform-gateway แพลตฟอร์มโคจรรอบดวงจันทร์ใหม่เป็นสถานีอวกาศถาวร ซึ่งโมดูลที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้จะส่งนักบินอวกาศไปยังดวงจันทร์ การนำแนวคิดใหม่ไปใช้จำเป็นต้องมีการพัฒนารูปแบบใหม่สำหรับการลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์
เมื่อสร้างแบบจำลอง นักวิจัยสันนิษฐานว่าแพลตฟอร์ม Lunar Gateway จะตั้งอยู่บนเส้นตรงเกือบของวงโคจรรัศมีใกล้กับจุด Lagrange L2 ซึ่งเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการวางสถานีบนขั้วใต้ของดวงจันทร์
ในเรื่อง:
- SpaceX กับ NASA: ใครจะเป็นคนแรกที่ส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์?
- นักบินอวกาศชาวแคนาดาจะบินรอบดวงจันทร์ในระหว่างการบินครั้งแรกของจรวดใหม่ของ NASA
นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองทางเลือกที่นักบินอวกาศสี่คนจะใช้เวลาบนดวงจันทร์ประมาณเจ็ดวัน โดยเปลี่ยนจำนวนขั้นตอนและประเภทของเชื้อเพลิง โดยรวมแล้วมีการวิเคราะห์ 39 รูปแบบของระบบอนาคตของการลงจอดชายคนหนึ่งบนดวงจันทร์
สถาปัตยกรรมสองขั้นตอน
ขั้นแรก ทีมงานได้กำหนดชุดพื้นฐานของการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรม: จำนวนขั้นตอนและประเภทของเชื้อเพลิงสำหรับแต่ละขั้นตอนของยานลงจอด หลังจากนั้น ข้อมูลจะถูกสรุปในรูปแบบของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ โดยนักวิจัยได้ทำการศึกษาทางเลือกต่างๆ สำหรับการสร้างระบบอย่างครอบคลุม โดยผสมผสานการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรมต่างๆ ในขั้นตอนสุดท้ายจะมีการวิเคราะห์พื้นที่การตัดสินใจที่ได้รับและเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดซึ่งอาจเป็นที่สนใจของผู้เชี่ยวชาญที่มีส่วนร่วมในการออกแบบโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์
การวิเคราะห์พบว่าสำหรับระบบแบบใช้ครั้งเดียว โซลูชันที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือสถาปัตยกรรมแบบสองขั้นตอน อย่างไรก็ตาม สำหรับเรือรบที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ระบบขั้นเดียวและสามขั้นกำลังเริ่มแข่งขันกับระบบสองขั้นตอนอย่างรวดเร็ว ความสำเร็จสูงสุดสำหรับภารกิจทางจันทรคติระยะสั้นคือโมดูลขั้นตอนเดียวที่ใช้ซ้ำได้กับออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจนเหลว อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนเน้นว่านี่เป็นการวิเคราะห์เบื้องต้นที่ไม่คำนึงถึงความปลอดภัยของลูกเรือ ความน่าจะเป็นของความสำเร็จในภารกิจ และความเสี่ยงในการจัดการโครงการ
ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะขยายขอบเขตงานและดำเนินการศึกษาสถาปัตยกรรมระบบของโครงสร้างพื้นฐานการวิจัยทั้งหมดอย่างครอบคลุม ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับโครงการในอนาคตของเที่ยวบินอวกาศที่มีคนควบคุมไปยังดวงจันทร์ทั้งหมด
อ่าน: