解决登月“最后一英里”，美俄科学家开发数学模型挑出最佳人类着陆系统架构

为了未来月球任务的“最后一英里”，来自莫斯科斯科尔科沃理工学院(Skoltech)和麻省理工学院的研究人员分析了几十个方案，从中挑出性能最好和最具成本效益的。月球任务“最后一英里”实际上是把宇航员送到月球表面，然后安全地返回绕月空间站。这篇论文发表在《宇航学报》杂志上。

自1972年12月阿波罗17号宇航员离开月球表面以来，人类一直渴望重返月球。2017年，美国政府启动了“阿尔忒弥斯”计划，计划在2024年之前将“第一个女性和下一个男性”带到月球南极。“阿尔忒弥斯”任务将使用一个新的轨道平台，称为“月球门户”，这将成为一个永久空间站，可重复使用的模块将把宇航员带回月球。这种新方法需要重新分析最佳着陆方法；与NASA签订合同设计可重复使用的着陆模块的私人公司正在进行这项研究，但他们对自己的发现保密。

科尔科沃理工学院理科硕士研究生Kir Latyshev、博士生Nicola Garzaniti、副教授Alessandro Golkar和麻省理工学院的Edward Crawley开发了数学模型，以评估未来阿尔忒弥斯任务中最有希望的人类着陆系统选择。例如，阿波罗计划采用两阶段结构，当阿波罗登月舱，包括下降和上升模块，能够携带两个人到月球表面及返回，留下下降模块。

研究团队假设“月球门户”位于L2直线晕轨道附近，这是目前首选，使空间站绕L2拉格朗日点运行，更容易降落在月球南极。他们还模拟了一次由四名宇航员组成的远征，将在月球上度过大约7天。科学家们考虑了该系统的最佳级数和首选推进剂。他们总共经历了39种未来月球人类着陆系统的变种，也为最有希望的选项进行成本建模。

分析表明，对于消耗性着陆系统，如在阿波罗计划中使用的系统，2级结构确实是最有利的，因为它具有更低的总干质量和推进剂载荷，以及每次任务更低的发射成本。然而，对于计划用于“阿尔忒弥斯”项目的可重复使用飞行器，1级和3级系统在其优势上很快变得具有可比性。

论文中考虑的所有假设，一系列短的“突击”式月球任务是“最终”赢家，采取1级可重复使用模块运行的液氧和液氢(LOX/LH2)。作者指出，这只是一个初步分析，没有考虑到宇航员的安全，任务成功的概率以及项目管理的风险，这些将需要在计划后期更详细的建模。

译/前瞻经济学人APP资讯组

本文来源前瞻网，转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点，本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。（若存在内容、版权或其它问题，请联系：service@qianzhan.com）