수학적 모델을 사용하는 연구원 그룹은 우주 착륙 모듈의 다양한 구성을 연구했습니다. 우주 비행사를 달에 착륙시키고 궤도의 달 정거장(소위 "라스트 마일")으로 돌려보내는 가장 좋은 방법을 결정하기 위해 이 모든 것이 NASA의 아르테미스 프로그램의 틀 내에서 이루어집니다.
과학자들은 2017년 미국 정부가 시작한 아르테미스 프로그램의 가장 유망한 달 착륙 계획을 평가하기 위해 수학적 모델을 개발했습니다. 이 프로그램의 목표는 2024년까지 달의 남극에 사람들을 착륙시키는 것입니다. 이 프로그램의 일환으로 새로운 달 궤도 플랫폼-게이트웨이 Lunar Gateway를 영구 우주 정거장으로 사용할 계획입니다. 이 곳에서 재사용 가능한 모듈이 우주 비행사를 달로 보낼 것입니다. 새로운 개념을 구현하려면 달 표면에 착륙하기 위한 새로운 계획을 개발해야 합니다.
모델링할 때 연구원들은 Lunar Gateway 플랫폼이 Lagrange point L2 근처의 후광 궤도의 거의 직선에 위치할 것이라고 가정했습니다. 이것은 달의 남극에 스테이션을 배치하기 위한 최상의 옵션입니다.
주제:
과학자들은 39명의 우주비행사로 구성된 승무원이 단계 수와 연료 유형을 달리하면서 달에서 약 일을 보내는 옵션을 모델링했습니다. 달에 사람을 착륙시키는 미래 시스템의 총 가지 변형이 분석되었습니다.
단계 아키텍처
먼저 팀은 착륙선의 각 단계에 대한 단계 수와 연료 유형과 같은 기본 아키텍처 솔루션 세트를 정의했습니다. 그 후, 데이터는 수학적 모델의 형태로 요약되었으며 연구원들은 다양한 아키텍처 솔루션을 결합한 시스템 구축 옵션에 대한 포괄적인 연구를 수행했습니다. 마지막 단계에서 획득한 결정 공간을 분석하고 최상의 옵션을 선택했으며, 이는 달 착륙 모듈 설계에 종사하는 전문가에게 유용할 수 있습니다.
분석 결과 일회용 시스템의 경우 가장 성공적인 솔루션은 단계 아키텍처인 것으로 나타났습니다. 그러나 재사용 가능한 선박의 경우 단 및 단 시스템이 단 시스템과 빠르게 경쟁하기 시작했습니다. 단기 달 임무에서 가장 성공적인 것은 액체 산소와 액체 수소에 대한 재사용 가능한 단일 단계 모듈입니다. 그러나 저자는 이것이 승무원 안전, 임무 성공 확률 및 프로젝트 관리 위험을 고려하지 않은 예비 분석임을 강조합니다.
앞으로 과학자들은 연구 범위를 확장하고 전체 연구 인프라의 시스템 아키텍처에 대한 포괄적인 연구를 수행할 계획입니다. 이는 달에 대한 유인 우주 비행의 모든 예비 프로그램에 필수 조건입니다.
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