สถานีอวกาศนานาชาติขนาดเล็กโคจรรอบดวงจันทร์

สถานีอวกาศนานาชาติขนาดเล็กโคจรรอบดวงจันทร์

ณ สิ้นเดือนมกราคม 2016 สำนักข่าวรัสเซีย RIA Novosti เผยแพร่ข้อมูลที่ไม่คาดคิด เธอกล่าวว่าหน่วยงานอวกาศของสหรัฐฯ รัสเซีย และยุโรปกำลังเจรจารูปแบบความร่วมมือในอนาคตหลังจากเสร็จสิ้นโครงการสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นประมาณปี 2028

ปรากฎว่ามีการบรรลุข้อตกลงเบื้องต้นอย่างรวดเร็วว่าหลังจากสถานีขนาดใหญ่ในวงโคจรโลก โครงการร่วมถัดไปจะเป็นสถานีที่มีขนาดเล็กกว่ามาก แต่เคลื่อนที่ต่อไปอีกพันเท่ารอบดวงจันทร์

ผลที่ตามมาของ ARM และ Constellation

แน่นอน แนวคิดที่หลากหลายที่สุดของฐานดวงจันทร์ - ทั้งพื้นผิว วงโคจรต่ำ และวงโคจรสูง - เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาทุกๆ สองปี พวกเขามีขนาดแตกต่างกันตั้งแต่ขนาดเล็กทำให้ลูกเรือสองหรือสามคนอยู่ได้หลายเดือนโดยต้องขนส่งทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตจากโลกไปจนถึงคอมเพล็กซ์ขนาดใหญ่เมืองที่เกือบจะพอเพียงกับประชากร จำนวนหลายพันคน ผู้อยู่อาศัย พวกเขามีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน - ขาดเงินทุน

ทศวรรษที่ผ่านมา ในช่วงเวลาสั้น ๆ แผนการของอเมริกาที่จะกลับไปยังดวงจันทร์หรือที่เรียกว่ากลุ่มดาว (Constellation) ดูเหมือนจะมีโอกาสอยู่บ้าง แต่ก็ตกเป็นเหยื่อของการขาดทรัพยากรและความไม่เต็มใจทางการเมืองเช่นกัน ในปี 2013 NASA ได้เสนอโครงการที่เรียกว่า ARM (Asteroid Redirect Mission) ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น ARU (Asteroid Retrieval and, Utilization) ซึ่งเป็นโปรแกรมที่มีความทะเยอทะยานที่จะส่งไปยังโลกของเราและสำรวจก้อนหินจากพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยดวงใดดวงหนึ่ง ภารกิจคือการเป็นหลายขั้นตอน

ในระยะแรก จะต้องถูกส่งไปยังหนึ่งในดาวเคราะห์ของกลุ่ม NEO (วัตถุใกล้โลก) เช่น ใกล้โลก ยาน ARRM (Asteroid Retrieval Robotic Mission) ที่ติดตั้งระบบขับเคลื่อนไอออนขั้นสูงมีกำหนดจะบินออกจากโลกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2021 และลงจอดบนพื้นผิวของวัตถุที่ไม่ได้กำหนดไว้ภายในเวลาไม่ถึงสองปี ด้วยความช่วยเหลือของจุดยึดพิเศษ มันควรจะขอก้อนหินที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4 เมตร (มวลของมันจะมากถึง 20 ตัน) แล้วห่อด้วยฝาปิดแน่น มันจะออกสู่พื้นโลกแต่ไม่ตกลงสู่พื้นโลกด้วยเหตุผลสำคัญสองประการ ประการแรก ไม่มีเรือขนาดใหญ่ที่สามารถบรรทุกของหนักได้ และประการที่สอง ฉันไม่ต้องการสัมผัสกับบรรยากาศของโลก

ในสถานการณ์นี้ มีการสร้างโครงการเพื่อนำวัตถุที่จับได้ไปยังวงโคจรถอยหลังเข้าคลองระดับสูงที่เฉพาะเจาะจง (DRO, Distant Retrograde Orbit) ในปี 2025 มีความเสถียรสูงซึ่งจะไม่ยอมให้ตกถึงดวงจันทร์เร็วเกินไป สินค้าจะถูกทดสอบในสองวิธี - ด้วยโพรบอัตโนมัติและโดยผู้คนที่นำเข้าโดยยาน Orion ซึ่งเป็นส่วนเดียวที่เหลืออยู่ของโปรแกรม Constellation และ AGC ซึ่งถูกยกเลิกในเดือนเมษายน 2017 สามารถนำไปใช้ในฐานทางจันทรคติได้หรือไม่? ส่วนประกอบสำคัญสองอย่าง หนึ่งวัสดุคือเครื่องยนต์ไอออน และอีกชิ้นหนึ่งจับต้องไม่ได้คือวงโคจร GCI

วงโคจรอะไร จรวดอะไร?

ผู้มีอำนาจตัดสินใจต้องเผชิญกับคำถามสำคัญ: สถานีควรปฏิบัติตามในวงโคจรใด เรียกว่า DSG (Deep Space Gateway) ถ้าอนาคตมนุษย์ต้องขึ้นสู่พื้นผิวดวงจันทร์ คงจะเลือกโคจรต่ำได้ประมาณหนึ่งร้อยกิโลเมตรได้ชัดเจน แต่ถ้าสถานีนั้นเป็นจุดแวะพักระหว่างทางไปดาวบริวารโลกด้วย ระบบของจุดหรือดาวเคราะห์น้อยก็จะต้องอยู่ในวงโคจรวงรีสูงซึ่งจะให้ผลกำไรพลังงานเป็นจำนวนมาก

เป็นผลให้เลือกตัวเลือกที่สองซึ่งได้รับการสนับสนุนจากเป้าหมายจำนวนมากที่สามารถบรรลุได้ด้วยวิธีนี้ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่วงโคจร DRO แบบคลาสสิก แต่เป็น NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) ซึ่งเป็นวงโคจรกึ่งเสถียรแบบเปิดซึ่งผ่านจุดต่างๆ ของสมดุลแรงโน้มถ่วงของโลกและดวงจันทร์ ประเด็นสำคัญอีกประการหนึ่งน่าจะเป็นทางเลือกของยานพาหนะปล่อยตัว หากไม่ใช่เพราะไม่มีอยู่ในขณะนั้น ในสถานการณ์เช่นนี้ การเดิมพันกับ SLS (Space Launch System) ซึ่งเป็นจรวดขั้นสูงที่สร้างขึ้นภายใต้การอุปถัมภ์ของ NASA เพื่อสำรวจความลึกของระบบสุริยะนั้นชัดเจน เนื่องจากวันที่ว่าจ้างสำหรับรุ่นที่ง่ายที่สุดนั้นใกล้ที่สุดแล้ว ติดตั้งเมื่อปลายปี 2018

แน่นอนว่ายังมีจรวดสำรองอีกสองตัว - Falcon Heavy จาก SpaceX และ New Glenn-3S จาก Blue Origin แต่มีข้อเสียสองประการ - ความสามารถในการบรรทุกที่ต่ำกว่าและความจริงที่ว่าในเวลานั้นพวกมันยังมีอยู่บนกระดาษเท่านั้น (ปัจจุบันคือ Falcon หนักหลังจากการเปิดตัวที่ประสบความสำเร็จ การเปิดตัวจรวด New Glenn มีกำหนดสำหรับปี 2021) แม้แต่จรวดขนาดใหญ่ที่สามารถบรรทุกน้ำหนักได้ 65 ตันไปยังวงโคจรต่ำของโลกก็จะสามารถส่งมวลได้เพียง 10 ตันไปยังภูมิภาคดวงจันทร์ สิ่งนี้กลายเป็นข้อ จำกัด สำหรับมวลขององค์ประกอบแต่ละอย่างเนื่องจาก DSG ต้อง เป็นโครงสร้างแบบแยกส่วน ในเวอร์ชันดั้งเดิม สันนิษฐานว่าน่าจะเป็นโมดูลห้าโมดูล - ไดรฟ์และแหล่งจ่ายไฟ ที่อยู่อาศัยสองแห่ง เกตเวย์ และลอจิสติกส์ ซึ่งหลังจากการขนถ่ายจะทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการ

เนื่องจากผู้เข้าร่วม ISS รายอื่นแสดงความสนใจอย่างมากใน DRG เช่น ญี่ปุ่นและแคนาดา แคนาดาซึ่งเชี่ยวชาญด้านวิทยาการหุ่นยนต์ในอวกาศเป็นผู้จัดหาเครื่องมือจัดการหุ่นยนต์ดังกล่าว และญี่ปุ่นเสนอที่อยู่อาศัยแบบวงปิด นอกจากนี้ รัสเซียยังกล่าวอีกว่าหลังจากการว่าจ้างยานอวกาศสหพันธรัฐที่มีคนควบคุมแล้ว ยานอวกาศบางลำอาจถูกส่งไปยังสถานีใหม่ได้ ESA, CSA และ JAXA ให้คำมั่นร่วมกันเกี่ยวกับแนวคิดของเครื่องบินลงจอดขนาดเล็กที่สามารถส่งจากพื้นผิวของ Silver Globe จากตัวอย่างหลายสิบถึงหลายสิบกิโลกรัม แผนระยะยาวคือการเพิ่มแหล่งที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่อีกแห่งที่ส่วนท้ายของ XNUMX และอีกเล็กน้อยต่อมา ระยะขับเคลื่อนที่สามารถกำหนดทิศทางที่ซับซ้อนบนวิถีที่นำไปสู่เป้าหมายอื่น