Một nhóm các nhà nghiên cứu, sử dụng các mô hình toán học, đã nghiên cứu các cấu hình khác nhau của các mô-đun hạ cánh trong không gian. Nhằm xác định cách tốt nhất để hạ cánh các phi hành gia lên mặt trăng và đưa họ trở lại trạm mặt trăng quỹ đạo - cái gọi là "dặm cuối cùng" - tất cả đều nằm trong khuôn khổ chương trình Artemis của NASA.
Các nhà khoa học đã phát triển các mô hình toán học để đánh giá các kế hoạch đổ bộ lên Mặt Trăng hứa hẹn nhất cho chương trình Artemis do chính phủ Mỹ phát động vào năm 2017. Mục tiêu của chương trình là đưa con người lên Nam Cực của Mặt Trăng vào năm 2024. Là một phần của chương trình, nó được lên kế hoạch sử dụng cổng vào quỹ đạo mặt trăng mới Lunar Gateway làm trạm vũ trụ vĩnh viễn, từ đó các mô-đun có thể tái sử dụng sẽ đưa các phi hành gia lên Mặt trăng. Việc triển khai khái niệm mới đòi hỏi sự phát triển của các kế hoạch mới để hạ cánh trên bề mặt Mặt trăng.
Khi lập mô hình, các nhà nghiên cứu giả định rằng nền tảng Lunar Gateway sẽ nằm trên một đường gần như thẳng của quỹ đạo vầng hào quang gần điểm Lagrange L2 - đây là lựa chọn tốt nhất để đặt trạm trên cực nam của Mặt trăng.
Về đề tài này:
- SpaceX vs. NASA: Ai sẽ là người đầu tiên đưa con người lên mặt trăng?
- Một phi hành gia người Canada sẽ bay quanh mặt trăng trong chuyến bay đầu tiên của tên lửa mới của NASA
Các nhà khoa học đã mô hình hóa một phương án trong đó một phi hành đoàn gồm bốn phi hành gia sẽ dành khoảng bảy ngày trên mặt trăng, thay đổi số lượng giai đoạn và loại nhiên liệu. Tổng cộng, 39 biến thể của hệ thống đưa người lên mặt trăng trong tương lai đã được phân tích.
Kiến trúc hai giai đoạn
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã xác định một loạt các giải pháp kiến trúc cơ bản: số lượng giai đoạn và loại nhiên liệu cho mỗi giai đoạn của tàu đổ bộ. Sau đó, dữ liệu được tóm tắt dưới dạng mô hình toán học, với sự trợ giúp của nó, các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các phương án xây dựng hệ thống, kết hợp nhiều giải pháp kiến trúc khác nhau. Ở giai đoạn cuối cùng, không gian quyết định thu được đã được phân tích và lựa chọn các phương án tốt nhất, điều này có thể được các chuyên gia tham gia thiết kế mô-đun hạ cánh mặt trăng quan tâm.
Phân tích cho thấy rằng đối với các hệ thống sử dụng một lần, giải pháp thành công nhất sẽ là kiến trúc hai giai đoạn. Tuy nhiên, đối với các tàu có thể tái sử dụng, các hệ thống một giai đoạn và ba giai đoạn đang nhanh chóng bắt đầu cạnh tranh với các hệ thống hai giai đoạn. Thành công nhất cho các sứ mệnh ngắn hạn trên Mặt Trăng là mô-đun một giai đoạn có thể tái sử dụng trên oxy lỏng và hydro lỏng. Tuy nhiên, các tác giả nhấn mạnh rằng đây là phân tích sơ bộ chưa tính đến an toàn của phi hành đoàn, khả năng thành công của sứ mệnh và rủi ro quản lý dự án.
Trong tương lai, các nhà khoa học có kế hoạch mở rộng phạm vi công việc của mình và tiến hành nghiên cứu toàn diện kiến trúc hệ thống của toàn bộ cơ sở hạ tầng nghiên cứu, đây là điều kiện không thể thiếu cho tất cả các chương trình tương lai của các chuyến bay không gian có người lái lên Mặt Trăng.
Đọc thêm: