Насколько выполнима миссия Moonspike?

По состоянию на вчера, 1 октября 2015 года, команда надеется собрать 600 000 фунтов стерлингов (~ 911 000 долларов США) для финансирования лунного импактора через Kickstarter , что должно покрыть расходы на создание и испытание двухступенчатой ​​ракеты, космического корабля с чем-то вроде нестандартная двигательная подсистема и небольшой титановый дротик, который должен поразить Луну.

Их ТЭО кажется мне довольно неточным и дилетантским. Возможно, аэрокосмические инженеры не являются целевой аудиторией, несмотря на то, что цель документа состоит в том, чтобы «изложить технические требования для достижения цели миссии и представить отправную точку для текущих исследований и разработок».

Насколько полной и технически осуществимой является информация, представленная в ТЭО?

Ниже приведены некоторые выдержки, которые кажутся мне неточными или даже неверными. Я добавил короткий комментарий, который может быть очень неправильным, поэтому, пожалуйста, поправьте меня, если это необходимо.

Раздел 6.1

Траектория от НОО к Луне известна как маневр Хомана, с помощью которого космический корабль переходит с НОО на эллиптическую орбиту, пересекая траекторию Луны.

Переход Хомана — это одна из многих различных траекторий перехода с одной орбиты на другую. В реальных операциях эти переходы не используют точное теоретическое определение этих орбит (из-за корректировки орбиты после соответствующего определения дальности космического корабля во время полета).

Раздел 6.3

Высота LEO должна быть достаточно высокой, чтобы ограничить потерю высоты из-за лобового сопротивления, например 200 км.

Для начала, каковы наклон и эксцентриситет этой парковочной орбиты, тогда мы можем говорить о трех других параметрах орбиты, которые не зависят от времени (т.е. обо всех, кроме истинной аномалии)? Если транспортное средство находится на такой низкой орбите в течение очень ограниченного периода времени, прежде чем отправиться к Луне, сопротивление само по себе не является большой проблемой.

Раздел 7

Космический корабль должен использовать некриогенное топливо, так как ожидаемое номинальное время полета в противном случае приведет к чрезмерному выкипанию топлива.

В зависимости от материалов, используемых для изоляции топливного бака, выкипание может быть совершенно незначительным для большинства многомесячных миссий, или я полностью ошибаюсь?

Я не читал полное технико-экономическое обоснование, поэтому я уверен, что есть много отрывков, которые я бы поставил под сомнение и в остальных.

Технический дизайнер/разработчик является одним из соучредителей Copenhagen Suborbitals; так что там определенно есть некоторый опыт, но вы должны отметить, что Copenhagen Suborbitals еще не совершила суборбитальный космический полет, тем более орбитальный полет с последующим переходом на столкновение с Луной.
А, для отрывков, которые вы цитируете, это примерно тот уровень (не) точности, который я ожидаю от «технико-экономического обоснования».
Каким бы ни был уровень этого исследования, я бы хотел увидеть их турбонасосы.
Без каких-либо других затрат, кроме затрат на запуск, и с лучшими обещаниями SpaceX для их многоразового Falcon Heavy, они могут путешествовать автостопом в качестве дополнительной полезной нагрузки в какой-то другой миссии на Луну, масса около 50 кг. Я подозреваю, что некоторые люди злоупотребляют Kickstarter в мошеннических целях. Миллион долларов было бы неплохо иметь.

Ответы (1)

Прежде всего, в прямом ответе на ваши вопросы:

  1. Маневр Хохмана — это вполне приемлемый переход на орбиту, чтобы добраться, скажем, до другой планеты. С Земли его не так много смысла использовать. Я не ожидал, что они укажут точную орбиту, но у них должен быть запас для поправок.
  2. 200 км — это самая низкая орбита, на которой можно оставаться в течение любого промежутка времени. Я думаю, что время жизни на орбите там измеряется максимум в днях. Лично я бы стремился к большему, скажем, 250 км как минимум, чтобы дать запас. Фактически, у них есть диаграмма, показывающая, что минимальная продолжительность пребывания на орбите составляет около 50 часов, чего я и ожидал.
  3. Криотопливо не использовалось дольше суток.

Выглядит немного оптимистично, но в целом небезосновательно.

Просматривая предложение, я не вижу серьезных недостатков. Конечно, потребуется подробное исследование, чтобы действительно определить, способен ли он делать то, что, как они говорят, они могут делать.

Однако есть некоторые проблемы, о которых стоит беспокоиться.

  • Что меня больше всего беспокоит, так это низкий запас в системе питания. Запас в 10% не так уж и много, учитывая, что у них нет способа подзарядки аккумуляторов. Они правильно указывают, что есть 10-процентный запас времени для выполнения задачи в худшем случае.
  • Уровни тяги очень номинальные, лично я таких ровных уровней не встречал. Возможно (я больше знаком с твердотопливными ракетами, чем с жидкостными), но...
  • Они также ничего не говорят о тепловых проблемах, которые могут быть проблематичными для потенциально 5-дневной миссии.
  • Я не вижу никаких требований к управлению ориентацией, кроме того, что это необходимо. Это может вызвать ряд проблем, от передачи обратно на Землю до неправильного положения для запуска двигателя и, вероятно, других.
  • Навигационная система может работать, но я не совсем в этом уверен. У них есть Земля, Солнце, Луна и ИДУ. Они смогут правильно определить положение, если смогут получить Землю, Луну и Солнце одновременно, а затем использовать IMU, если один из трех отсутствует. Им определенно нужна разбивка по точности датчиков. На Луне может быть сложно построить датчик для обнаружения, потому что у нее радикально разные значения освещения и температуры. В частности, меня беспокоит то, что они, похоже, не используют датчики до тех пор, пока не прогонят TLI.
  • COTS GPS не работает выше определенной высоты/скорости из-за законов против SCUD. Ранее любители построили такое устройство, способное принимать GPS с орбиты при наличии специального разрешения. Тем не менее, требуется какая-то специализированная система GPS (и GPS, вероятно, в любом случае не так уж и нужен).

Возможно, также стоит сравнить это с проектом Fox-1, спутником любительского производства , созданным добровольцами.

Суть в том, что я думаю, что они почти могли бы приблизиться, но я не могу представить, чтобы эта миссия выполнялась в короткие сроки. С их бюджетом они, вероятно, не получат необходимые испытания, чтобы сделать его действительно звучащим. В частности, тепловые испытания, вероятно, обойдутся в значительную часть всего бюджета, а при таком разнообразии тепловых ситуаций я не думаю, что это произойдет.

Другие проблемы, которые вы, возможно, захотите осветить: использование COTS GPS в космосе как пустая трата массы / мощности, не сформулированные требования к точности наведения антенны с высоким коэффициентом усиления (я не делал обратный расчет из их заявленного бюджета канала). Вы правильно поняли: отсутствие тестирования при таком уровне финансирования. По крайней мере, у них будет достаточно этанола...
На самом деле я подчеркнул отсутствие требований к наведению, но хорошо подумал о GPS.
Спасибо за этот ответ и прямые ответы на мои вопросы.