Орбитальная станция для миссий на Марс

Читая комментарии к вопросу о сложности пилотируемой экспедиции на Марс, люди подняли вопрос о том, что заблаговременная отправка припасов заблокирует посадочную площадку. Мне кажется, что одним из решений было бы вместо этого доставить припасы на орбиту вокруг Марса, возможно, даже построить на орбите космическую станцию ​​в качестве базового лагеря.

Какие ощутимые преимущества может предложить орбитальная станция для (пилотируемых) исследований Марса? Каковы возможные ограничения или опасения?

Возвращаемый аппарат по определению будет находиться на орбите Марса.
Что ж, я предполагаю, что в вашем сценарии сначала груз запускается на орбиту Марса, а затем экипаж запускается в следующее доступное окно запуска на Марс. Если по прибытии экипажа грузовая машина не сможет приземлиться (то ли рухнет, то ли еще что-то случится), то экипажу придется вернуться домой, потеряв дорогу. Но это лишь один из многих факторов, влияющих на огромные расчеты миссии человека на Марс.
Одним из факторов является то, что для выхода на орбиту требуется больше топлива, чем для использования аэродинамического торможения для посадки грузов на планету с атмосферой. Хотя, конечно, аэродинамическое торможение можно использовать для снижения афелия орбиты. Лично я бы отправил припасы с гораздо более эффективными средствами, такими как ионный двигатель, где эта дополнительная скорость может медленно сбрасываться.

Ответы (1)

Собственно, есть одно очень разумное место для постройки орбитальной станции — луна Фобос. Например, в вымышленном сериале «Марс» Кима Стэнли Робинсона большинство колонистов приземляются на Марсе, но небольшое число основывает базу на Фобосе.

По сравнению с земной Луной Фобос вращается намного ближе к Марсу. На самом деле он совершает полный оборот менее чем за 8 часов, по сравнению с 1 месяцем для земной Луны. Это помещает Фобос почти на «околомарсианскую орбиту».

Колония на Фобосе была бы во многих отношениях проще, чем на Марсе, требование дельта-V для достижения Фобоса с Земли (и наоборот) очень низкое — фактически меньше, чем для Луны. Если оставить в стороне долгое время в пути и ограничительные окна запуска, было бы дешевле разместить базу на Фобосе, чем на Луне.

Фобос очень темный и, вероятно, богат летучими веществами, такими как вода и углеводороды. Они могут быть ценным ресурсом, в том числе для экспорта на околоземную орбиту (т. е. для помощи в заправке ракет с низкой околоземной орбиты на Марс). Предположительно топливо, добытое на Фобосе, можно было бы использовать для обоих этапов путешествия с Земли на Марс.

Пилотируемая колония на Фобосе имела бы некоторые преимущества: роботы телеуправляются на марсианской поверхности без временной задержки для связи с Землей. Таким образом, он мог служить плацдармом для основания колонии на поверхности. Топливо также может быть переработано на Фобосе, а затем отправлено на поверхность колонии, нефтеперерабатывающий завод на Фобосе не потеряет солнечную энергию во время глобальных пыльных бурь. По сравнению с космической станцией в открытом космосе, станция на Фобосе также защищена от солнечных вспышек, поскольку большую часть Луны можно использовать в качестве щита — это может быть второстепенным вопросом, поскольку путешествие в открытом космосе составляет уже 7 месяцев, поэтому космический корабль должен быть достаточно хорошо защищен, но дополнительная защита от радиации точно не помешает. В отличие от марсианской колонии, колония на Фобосе могла легко взлететь и переместиться в другое место.

Вот PDF-файл о миссиях к лунам Марса и их роли в исследовании Марса. Также PDF-файл о космическом лифте Фобоса, который указывает, к каким интересным вещам может привести станция Фобос.

Вау, мне пришлось проверить карту дельта-V, чтобы убедиться, что Фобос действительно достижим. Аккуратный!
Если бы Фобос и Деймос были астероидами, свободно вращающимися на расстоянии Марса от нас, они были бы главными целями для исследования человеком. Но поскольку они вращаются вокруг Марса, в нашем представлении они сводятся к просто спутникам. И все помешаны на Марсе, хотят попасть на Марс, гуляют по Марсу, живут на Марсе, умирают на Марсе, Марс Марс Марс! Не меньше, чем Иоганн Кеплер, был одержим этой ретроградной красной точкой на небе. Как будто пустыня была оазисом.
Вы упомянули космический лифт на Фобосе. Это такая ПЛОХАЯ ИДЕЯ! Не понимаю, зачем это повторять, ведь это и так очевидно опровергнуто. С Фобоса можно было улететь на велосипеде. И из любой точки на нем в любом направлении, которое вы хотите. Не нужно сооружать там стационарный «лифт». Остаться на Фобосе — проблема, а не покинуть его. От Фобоса можно было почти случайно чихнуть.
@LocalFluff Я думаю, ты скучаешь по лифту на Фобосе. Конечно, вы можете съехать с Фобоса на велосипеде, но только со скоростью несколько м/с, тогда вы сможете дрейфовать по той же орбите, что и Фобос, ага? Но с помощью лифта вы можете просто сойти с лифта и получить места — Земля, Юпитер и т. д. Это было бы не так полезно, как полноценный марсианский лифт, но это была бы небольшая часть стоимости, и это было бы очень полезно. в открытии более частых окон запуска на Марс / с Марса, фактически предоставляя гораздо более высокий бюджет дельта-v.
@Bhante Nandiya Если есть точка с космическим лифтом в условиях микрогравитации, то я действительно ее упускаю. Полностью. Разве велосипед не дешевле и не более гибкий, чем космический лифт на Фобосе?
@LocalFluff: Такой лифт будет работать на быстро вращающемся астероиде, но, поскольку Фобос приливно привязан к Марсу, ему просто не хватило бы центробежной силы, чтобы оставаться в вертикальном положении, не говоря уже о том, что даже если бы он это сделал, скорость его конца была бы не может быть значительно выше скорости Фобоса (и она не может быть слишком большой, иначе она просто сдвинет Фобос с орбиты!)
@СФ. вы не правы. приливные силы будут удерживать лифт Фобоса вертикально относительно Марса. Чтобы поддерживать натяжение, тросу нужно лишь вытянуться на небольшое расстояние за L1 и L2 Марс-Фобос. А MPL1 и MPL2 парят примерно в 3 километрах над поверхностью Фобоса.
@LocalFluff Может ли велосипед Фобоса обеспечить достаточную скорость, чтобы достичь пояса астероидов? Нет. Может ли велосипед развить скорость, достаточную для достижения земли? Нет. Может ли велосипед приблизиться к поверхности Марса на расстояние 0,6 км/с? Нет. Еще раз повторюсь, есть и другие возможные применения лифта, кроме отрыва от поверхности тела.
@HopDavid: Хорошо, по первому пункту. Тем не менее, его конец будет двигаться с той же скоростью, что и Фобос (+/- доли процента). Никакого преимущества в тяге. Весь смысл лифта в знак равно ю р путем расширения р Вы получаете в . С жалким ю это не сработает.
@СФ. Длина 2435 км обеспечивает скорость убегания Марса. Длина 6155 обеспечивает достаточную дельту V для вставки Trans Earth. Длина 7980 км обеспечивает достаточную дельту V для вставки Trans Ceres. Я рассказываю о лифте Фобоса на hopsblog-hop.blogspot.com/2012/09/… примерно на 3/5 пути вниз.
@LocalFluff - Я думаю, ключ в том, чтобы начать продвигать исследование Фобоса как необходимый шаг к пилотируемому исследованию Марса.
@ Рассел Борогов Нет, на самом деле я утверждаю обратное! Что миссия на Фобос должна быть мотивирована сама по себе, а не как путешествие на полпути к Марсу. Не обращайте внимания на Марс, см. Фобос. Полет на Марс и полет на Фобос имеют много важных отличий, таких как атмосфера, гравитация, потенциальные ресурсы. Фобос и Деймос упускают из виду, во всяком случае, в популярных дебатах. Российскому космическому агентству они, кажется, нравятся. Это два из пяти ближайших небесных объектов, которые у нас есть.
Орбитальная станция для миссий на Марс
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v