Если бы мандат «Аполлона» был выполнен сегодня, были бы похожи машины и профиль миссии?

Среди множества альтернатив, рассмотренных в то время, конфигурация Apollo, состоящая из трех человек CSM и двух человек LM, запускаемых на одном транспортном средстве, считалась оптимальным выбором для своего времени.

С сегодняшним накопленным опытом космических полетов и почти 50-летним технологическим прогрессом, будет ли похожа миссия, осуществляемая сегодня для выполнения мандата Кеннеди «высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю»?

Во-первых, исключим из рассмотрения любые существующие или разрабатываемые космические системы, способные доставлять человека за пределы околоземной орбиты (можно рассматривать «Спейс шаттл», но не «Орион»).

Допустим, миссия должна доставить на поверхность Луны хотя бы одного человека, чтобы астронавт мог ходить по поверхности и выполнять физические задачи, подобные тем, что выполнялись во время Аполлона. Предположим также, что научная полезная нагрузка (все оборудование, доставленное на поверхность, и возвращенные образцы) эквивалентна по массе, а продолжительность лунной походки и пребывания на поверхности одинакова.

Будет ли такая миссия иметь такой же состав (3 на лунную орбиту, 2 на посадку), или их будет больше или меньше?

Будут ли вообще отдельные CM и LM (возможно, комбинированный CM / LM, оставив только беспилотный SM на лунной орбите, чтобы встретиться с ним после восхождения на Луну и обеспечить движение домой)?

Будут ли транспортные средства миссии похожими по размеру и конфигурации? Будет ли оптимальна одна ракета-носитель для выполнения всех требований миссии или будет предпочтительнее многократный запуск с орбитальным сближением? Был бы космический шаттл (если бы он не был отправлен на пенсию) практичным способом доставки на НОО (путем нескольких запусков) необходимых людей и оборудования?

Суть вопроса в том, «изменили ли 50 лет технического прогресса и опыта космических полетов уравнение», которое было рассчитано тогда, или лучший ответ тогда все еще будет лучшим ответом сегодня.

На чем вы хотите, чтобы я сосредоточился? Я могу написать технико-экономическое обоснование и показать различия, и мне потребуется несколько дней, чтобы написать его, содержащий более 20 страниц цифр, показывающих тенденции. Начиная от выбора материалов и заканчивая автоматической посадкой. И от обучения человека до компьютерной автоматизированной инженерии. Итак, какая часть для вас наиболее важна?
Идеология изменилась. Теперь NASA HSF должно найти «трамплин», прежде чем они смогут куда-либо отправиться. Например, отправить зонд на Солнце или что-то в этом роде. Я полагаю, что индустрия «Аполлона» уже ушла в прошлое, иначе было бы политически невозможно сделать это каким-либо другим способом, кроме повторения старого пути. По крайней мере, индустрия шаттлов сейчас преобразуется в пусковые установки для дальнего космоса, и политически невозможно отправиться на Луну, не заключив контракт с какой-либо космической отраслью, которая уже существует. У них есть молоток, и они ищут гвоздь.
@LocalFluff мой вопрос был задуман как своего рода «мысленный эксперимент» относительно оптимальной архитектуры транспортного средства и профиля миссии для достижения цели и того, как он будет отличаться от фактически используемого. Речь шла о том, как технологические достижения и накопленный на сегодняшний день опыт космических полетов могут повлиять на процесс выбора / разработки необходимых космических аппаратов / основных модулей, и в чем устарели решения 1960-х годов.
Илон Маск вскользь предположил , что возвращаемый аппарат может быть предварительно размещен, и, таким образом, Луна может быть достигнута с помощью двух запусков Falcon Heavy. Аполлон-12 приземлился в нескольких минутах ходьбы от посадочного модуля Surveyor, так почему бы не отправить целую базу до того, как туда приземлятся люди?
Почему вы добровольно игнорируете все, что связано с человеческим лунным посадочным модулем 2024 года? НАСА предложило и обосновало архитектуру доставки людей на Луну с помощью современных ракет-носителей и технологий. У него есть обоснованная критика, но он во многом отличается от Аполлона. Нам не нужно думать об этом, это уже было сделано, и вся информация просто лежит там.
@mothman Как я уже сказал выше, смысл моего первоначального вопроса состоял не в том, чтобы спросить, «как лучше всего добраться до Луны и дальше», а в том, чтобы понять, как развивались космическая наука и техника за последние полвека и как различные аспекты На архитектуру Аполлона повлияли обстоятельства, при которых она была разработана. SLS/Orion развился в ответ на широкий спектр долгосрочных требований, включая долгосрочное исследование Луны, Марса и за их пределами, а не на конкретную целенаправленную цель, поставленную Кеннеди, так что это своего рода яблоки и апельсины.
@paul23, пожалуйста!

Ответы (3)

Большая разница в том, что вам не нужно будет оставлять кого-то на лунной орбите. Теперь у нас есть опыт и уверенность в дистанционном управлении беспилотным транспортным средством. Таким образом, вы могли бы иметь экипаж из двух человек вместо трех. Или, возможно, экипаж из трех человек поднимается на поверхность на более крупном LM. В целом, будет гораздо больше автоматизации, особенно для процесса посадки, точной посадки и предотвращения опасностей. Также сближение и стыковка будут автоматизированы.

Общая архитектура будет очень похожей. Если у вас нет под рукой достаточно большой ракеты-носителя, вы можете добавить рандеву на околоземную орбиту для запуска CM/SM и LM по отдельности. Вы могли бы подумать об электрической силовой установке, чтобы вывести LM на лунную орбиту на медленной лодке перед CM/SM, для экономии массы или увеличения возможностей на поверхности.

Вам понадобится что-то вроде «Ориона» или «Дракона» с экипажем, способное входить в атмосферу с возвратной лунной скоростью. Нельзя «исключать из рассмотрения» новые системы, так как пришлось бы воссоздавать возможности большинства систем «Аполлон».

Наше управление крупными инженерными проектами значительно продвинулось вперед, поэтому со всеми процессами управления, которыми мы сейчас занимаемся, для завершения проекта потребуется 20 лет вместо восьми.

Говоря «исключить Орион», я сделал предположение, что Орион был разработан для облегчения различных миссий, что, таким образом, является вероятным компромиссом, не обязательно оптимальным для любой конкретной миссии. Мое намерение состояло в том, чтобы понять, какова оптимальная конфигурация/профиль, учитывая только соображения конкретной миссии по высадке на Луну.
Итак, без необходимости поддерживать члена экипажа на лунной орбите, приведет ли это к тому, что один боевой отсек с аэродинамическим внешним видом и тепловой защитой при входе в атмосферу будет совершать весь полет туда и обратно до поверхности Луны и обратно на Землю? Или все же будет более эффективно припарковать возвращаемый/возвращаемый аппарат на лунную орбиту и доставить только специальный посадочный модуль на поверхность и обратно на лунную орбиту, как Аполлон?
+1 за «Наше управление крупными инженерными проектами значительно продвинулось вперед, поэтому со всеми процессами управления, которыми мы сейчас занимаемся, для завершения проекта потребуется 20 лет вместо восьми».
Вряд ли. Нет веских причин опускать массу системы входа, спуска и посадки (разбрызгивания) Земли на поверхность Луны и обратно.
... хотя я подозреваю, что продвижение в программах занятости является реальной причиной временного расширения ...
@AnthonyX: У вас есть причина и следствие наоборот. Человека оставили на орбите, чтобы обслуживать десантный корабль. Корабль не оставили на орбите, чтобы поддерживать человека.
Между прочим, одной из трех основных причин, по которым предпочтение было отдано LOR, а не EOR, на самом деле была проблема управления проектом (беспилотные и пилотируемые полеты выполнялись разными центрами НАСА). Учитывая, как продвинулось наше руководство, вполне вероятно, что сегодня это будет еще более серьезной проблемой.
Еще один +1 за передовые методы управления, которые делают нас еще более эффективными.
Мне определенно нравится подход LM на медленной лодке - это дает гораздо больший LM для большей выносливости.
Поскольку наше управление крупными инженерными проектами значительно продвинулось вперед, проект будет разделен на несколько более управляемых подпроектов. Например, подход, использованный для Mars Climate Orbiter ( en.wikipedia.org/wiki/Mars_Climate_Orbiter ), позволил ускорить завершение проекта (по сути, «выведение на орбиту» уже завершает проект, исключая несколько очень дорогих этапов проекта).

В вашем вопросе есть предположение.

Конфигурация Apollo, состоящая из CSM из 3 человек и LM из 2 человек, запускаемых на одном транспортном средстве, считалась оптимальным выбором для своего времени.

Простейшим профилем миссии был бы прямой полет. Стыковка, необходимая как для схем EOR, так и для LOR, в то время, похоже, не вызывала доверия; следовательно, основной целью полетов Gemini была демонстрация сближения и стыковки.

Как показывает любая популярная история, Сатурн 5 был «недостаточно большим» для запуска прямого полета, отсюда и схема LOR. В этом утверждении есть неупомянутое предположение...

Я видел фотографию концептуальной модели 1960-х годов, Saturn 8. По сути, это более толстый Saturn V с 8 двигателями на этапах 1 и 2 (не помню, какой этап был 3). Было задумано запустить прямой полет с 3-местным СМ.

Подождите минуту! Если это необходимый размер для этой миссии, возможно ли уменьшить КМ для двух членов экипажа и запустить прямой полет с Сатурном 5?

Ответ "да". CM не был массоэффективной конструкцией даже для 3 экипажей. В предложении Lunar Gemini использовался этот подход.

По сути, НАСА слишком рано остановилось на дизайне КМ. Затем, остановившись на Сатурне 5, слишком маленьком для запуска прямого полета, они были вынуждены прибегнуть к схеме рандеву.

Кстати, аналогичная ситуация блокировки имела место и в советской лунной программе. В их случае с бустером. У них были проекты совершенно новых лунных ракет, но они поспешили с программой и решили перепрофилировать уже спроектированную, но еще не построенную ракету: печально известную N1. Он не был рассчитан на посадку на Луну, поскольку был спроектирован для пилотируемого полета на Марс и Венеру.

В целом, сейчас мы находимся в похожей ситуации с точки зрения доступных вариантов.

Некоторые возможные различия, основные и второстепенные:

Согласились бы мы на низкую научную нагрузку и время пребывания на поверхности Аполлона? В частности, последний мог быть увеличен с небольшими затратами в массе. И я ожидаю, что ровер будет там для первой посадки.

Ракета-носитель может иметь твердотопливные ускорители или полностью твердотопливную первую ступень.

EOR может быть более приемлемым. Тем не менее, я ожидаю, что для этого по-прежнему будут использоваться ракеты-носители большего размера, чем те, которые используются в настоящее время. Шаттл ужасно неэффективен с точки зрения доли полезной нагрузки, и я предполагаю, что любая схема EOR будет ограничена сближением и стыковкой, а не сборкой, требующей рабочих.

Я подозреваю, что LOR может быть заменен на L1R - с использованием системы Лагранжа Земля-Луна 1. Более легкий доступ к высокоширотным посадочным площадкам, запуск с Луны в любое время и при этом рандеву, а корабль, оставленный в космосе, может поддерживать связь в пределах прямой видимости. с Землей.

Ближе всего к «мандату» в последнее время было «Новое видение» Джорджа Буша в 2004 году. Сегодня нас не удовлетворил бы простой лунный посадочный модуль с несколькими прогулками, вместо этого мы хотели бы иметь более длинную базу, возможно, больше людей. и т. д. Программа New Vision заключалась в разработке двух новых космических кораблей: Ares I и Ares V/Altair. Ares I позже превратился в программу COTS/, она предназначалась для околоземной орбиты. Одна часть этого все еще остается, программа Orion. Ares V предназначался для запуска в космос гораздо большей полезной нагрузки, при этом основной целью была Луна. Цель состояла в том, чтобы получить Ареса I через 10 лет и Ареса V/Альтаира примерно через 5 лет после этого. Все это, конечно, изменилось после того, как Джордж Буш покинул пост президента.

Миссия Альтаира заключалась в том, чтобы отправить людей на Луну на срок до 7 дней, превратив Луну в исследовательскую базу, подобную исследовательской базе Антарктики. Он высадит 4 человека на Луну, а орбитальный корабль Орион вернет Землю. Орион останется беспилотным на время своего обращения вокруг Луны.

Я предполагаю, что если бы мандат был дан сегодня, он был бы очень похож на миссию «Альтаир» в том смысле, что у нее была бы встреча на Земле, беспилотная капсула, оставшаяся вокруг Луны, и более длительная миссия на Луне с большим количеством людей.

Если бы стало действительно важно сделать это быстро, это можно было бы сделать с большими затратами и риском. Американская общественность уже не готова ни тратить огромные суммы денег на Луну, как раньше, ни брать на себя значительный риск. Конечным результатом является то, что для этого потребуется дополнительное время с меньшими затратами и рисками.

Я не думаю, что общественность США когда-либо была особенно готова тратить много денег на Луну. Программа «Аполлон» в то время рассматривалась как пустая трата денег и была реализована только благодаря старой доброй советской конкуренции. Кроме того, с уважением к Альтаиру, я вижу пару человек, которые ходят со старыми поло с патчем миссии, и это всегда заставляет меня думать о том, что могло бы быть.
Если бы мандат «Аполлона» был выполнен сегодня, были бы похожи машины и профиль миссии?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v