여러 우주 기관은 우주 비행사, 우주 비행사 및 우주 비행사를 앞으로 몇 년 안에 달에 보낼 계획이며 장기적인 목표는 거기에 영구적인 인간 존재를 확립하는 것입니다. 여기에는 NASA가 포함됩니다. 아르테미스 프로그램, 10년 말까지 “지속 가능한 달 탐사 및 개발 프로그램”을 수립하는 것을 목표로 합니다. 중국 루소 경쟁자도 있습니다 국제 달 연구 기지 (ILRS)는 수익성 있는 연구를 가능하게 할 “달 표면 및/또는 궤도에” 일련의 시설을 만들었습니다.
정부 기관이 주도하는 이러한 프로그램 외에도 “달 관광” 및 광업 또는 건설을 위해 정기적으로 달 여행을 희망하는 많은 회사 및 비정부 기구가 있습니다.문 인터내셔널 빌리지이것은 영적 후계자 역할을 할 것입니다. 국제 우주 정거장 (ISS). 이러한 계획에는 향후 10년 동안 지구와 달 사이에 많은 화물과 화물을 이동해야 하는데 이는 쉬운 일이 아닙니다. 이를 해결하기 위해 미국/영국 연구진이 최근 발표한 연구 논문 지구와 달 사이를 여행하기 위한 최적의 궤적.
팀은 명예 교수로 구성 토마스 카터 ~에서 동부 코네티컷 주립대학교 수리 과학 교수 메이어 호미 ~에서 우스터 폴리테크닉 인스티튜트. 그들의 연구를 위해, 프리프레스 온라인에서 볼 수 있는 것 중 Carter와 Homey는 셔틀이 어떻게 달 전초 기지로 보급품을 운반하고 표면에서 채굴된 자원을 운반할 수 있는지 조사했습니다. 그들의 계산에 기초하여 그들은 셔틀을 타원형 궤도에 놓고 추력 요구 사항을 줄이는 궤적이 최적이라고 결론지었습니다.
우주 경쟁이 진행되는 동안 NASA와 소련 우주 프로그램은 달에 임무를 보내기 위해 자유 귀환 궤적에 의존합니다. 이것은 달의 중력을 사용하여 8자형 기동을 수행하여 우주선이 최소한의 궤도 수정(필요한 연료의 양을 줄임)으로 집으로 돌아가는 것으로 구성되었습니다. 아르테미스 임무의 궤도는 아폴로 전임자들의 궤도와 비슷할 것인데, 그들은 또한 바다로 “물보라”로 끝나는 8자형 비행을 수행할 것입니다.
즉, 이러한 임무는 편도 여행이 될 것입니다. 그러나 우주 비행사를 달로 돌려보내고, 달의 관문을 조립하고, 표면에 아르테미스 베이스캠프를 설치하는 것 외에 장기 목표는 아르테미스 인프라를 사용하여 달에 영구적인 인간 존재를 확립하는 것입니다. 또한 비용 효율성을 유지해야 하므로 표면에서 달까지 무거운 페이로드를 비효율적으로 발사할 수 있습니다. 공동 저자인 Homey 교수가 이메일을 통해 Universe Today에 설명했듯이, 그들의 제안은 지구와 달 궤도를 도는 셔틀을 상상합니다.
“중 하나 [the ISS’] “기능”은 큰 페이로드를 낮은 지구 궤도로 보내는 것을 방지하는 것입니다. 대신 우주비행사에게 공급품 및 교체품과 함께 “캡슐”을 보냅니다. 달성하기 위해 [lunar settlements] 가장 저렴한 비용으로 국제 우주 정거장과 유사하지만 지구와 달을 공전하는 것이 필요합니다. 이 셔틀은 지구나 달에 절대 착륙하지 않습니다. 지구에서 온 캡슐은 지구 근처에 있을 때 달라붙고 마찬가지로 달에서 온 캡슐도 달 근처에 있을 때 달라붙습니다. 이렇게 하면 지구나 달에서 큰 짐을 들어 올릴 필요가 없으며 많은 돈과 자원을 절약할 수 있습니다.”
그러나 셔틀은 (지구, 달, 태양으로부터) 중력 섭동을 받기 때문에 셔틀을 궤도에 유지하려면 엔진과 추진제가 필요합니다. 왕복선은 지구 중력에서 벗어나는 데 필요한 거대한 추진기와 연료 탱크가 필요하지 않지만 엔진과 연료는 임무에 많은 양의 질량을 추가하여 비용을 증가시킵니다. 이 문제를 해결하기 위해 Homey와 Carter는 셔틀이 합리적인 시간 내에 지구-달 시스템 궤도를 도는 동안 연료 소비를 줄이는 기동을 고려했습니다.
“우리가 결과를 얻기 위해 사용한 프로세스는 셔틀의 궤도에 영향을 미치는 지구와 달(및 태양)의 중력을 기반으로 적절한 수학적 모델을 개발하는 것이 었습니다.”라고 Homey는 말했습니다. 이를 염두에 두고 그들은 지구 근처의 근일점과 달 너머의 원점이 있는 원형 타원형 궤도가 최적의 경로가 될 것이라고 결정했습니다. 경로 수정에는 최소한의 추력만 필요하며, 궤도 이심률을 0에 가깝게 유지함으로써 평면을 벗어난 태양 중력 효과를 제거하여 더 줄일 수 있습니다.
Homey는 이러한 유형의 셔틀과 궤적은 영구적인 인간을 구축하려는 모든 계획에 필요하다고 말했습니다.
달에 있지만 번성하는 지구-달 경제로 이어질 수도 있습니다.
현재 달 표면에 영구적인 “전초 기지”를 건설할 계획이 있습니다. 이 전초기지는 제대로 작동하기 위해 지구로부터 공급품(식품, 의료용 컴퓨터, 로봇용 부품 등)과 우주비행사를 대체할 메커니즘이 필요합니다. 동시에 지구에서 매우 부족한 요소(예: 헬륨-3)와 모든 이론적 계산에 따르면 핵융합로의 연료인 요소를 지구로 반환할 것입니다.
서명으로 미국 상업 우주 발사 경쟁력법 2015년과 미국 상업 우주 발사 경쟁력법 2020년에 미국 정부는 달에서의 상업 활동에 자원 추출이 포함될 것임을 분명히 했습니다. 광물 자원(예: 전자 및 디지털 장치에 필수적인 희토류 금속)을 확보하는 것 외에도 과학자들은 핵융합의 광범위한 사용을 허용하기 때문에 헬륨-3의 달 공급원이 도움이 되는 날을 꿈꿔왔습니다. 우리의 에너지 수요를 충족시키는 원자로. Homey와 Carter는 연구 결과에 추가 테스트와 검증이 필요하다는 경고를 포함했습니다. 에 언급된 바와 같이 결론:
“분석에서 고려되지 않은 섭동을 보상하기 위해 우주선을 지정된 궤도로 되돌리는 제어 시스템을 고안하는 것이 가능해야 합니다. 셔틀의 원형 궤도가 추력 측면에서 최적의 궤도를 제공하지만 이 궤도는 최대 길이의 경로를 갖는다. 따라서 본 논문에서 얻은 결과는 ‘직관적으로 자명’할 수 있지만 반드시 자명한 것은 아니다.”
추가 정보: arXiv
