Почему для LOP-G (ранее известного как Deep Space Gateway) предлагается почти прямолинейная гало-орбита?

Фактически, они являются предпочтительным вариантом среди других промежуточных орбит, анализируя множество факторов:

ДОСТУП К ЗЕМЛЕ:

Было проведено исследование характеристик NASA SLS и Orion. Поскольку SLS помещает Orion на транслунную траекторию, аппарат Orion должен выполнять орбитальные маневры, чтобы достичь окололунной орбиты, поэтому ограничивающим фактором будут ограничения топливной нагрузки Orion. Это затрудняет доступ к низким лунным орбитам, поскольку предполагаемый бюджет$\Delta V$=1250 м/с должно быть достаточно для выхода на орбиту и ухода с нее.

Анализируя предыдущее ограничение, хотя в некоторые эпохи лунные кеплеровы орбиты были доступны, от них отказались, потому что они были проблематичными для постоянного доступа. Это сводит кандидатов к орбитам в рамках ограниченной модели трех тел: номинальные гало L1/L2 (637–811 м/с), почти прямолинейная гало-орбита (NRO) (751–840 м/с) и дальняя ретроградная орбита (DRO). ) (841-957 м/с).

ДОСТУП НА ПОВЕРХНОСТЬ ЛУНЫ

Этот показатель измерял только перевод спускаемого аппарата, находящегося на промежуточной орбите, на низкую лунную орбиту (НЛО) (стоимость спуска и подъема с поверхности Луны на НЛО считается постоянной). Кроме того, время перехода должно быть разумным для экипажа.

Очевидно, что с учетом этого соображения предпочтительными промежуточными орбитами были бы кеплеровы орбиты вблизи Луны, но они были отброшены доступом к Земле. Нетрудно заметить, что среди кандидатов на орбиты модели трех тел NRO обеспечивает наилучшую метрику с точки зрения$\Delta V$и время, если выбран полярный LLO (обратите внимание, что полярные орбиты гарантируют глобальный доступ к поверхности в ожидании требуемого количества времени).

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Учитывая удержание станции, для всех проанализированных орбит годовой бюджет \Delta V был приемлемым (<10 м/с), так что это не было определяющим фактором.

Принимая во внимание связь с Землей, проблемные орбиты с тремя телами получили еще один балл за это, поскольку прямая видимость с Землей всегда доступна. Связь с Луной наиболее благоприятна (в процентном отношении) с орбитами NRO и L2, хотя они благоприятствуют одному полюсу или одной стороне.

Другой предварительный анализ был проведен с тепловой средой, которая также благоприятствовала проблемным орбитам с тремя телами, но он вовсе не был окончательным.

ВЫВОД

Доступ к промежуточной орбите с Земли с помощью модуля Орион отбросил все лунные кеплеровские орбиты. Среди рассмотренных орбит задачи трех тел наибольшее количество баллов получила орбита NRO.

Мой ответ полностью основан на этой прекрасной статье на эту тему: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150019648.pdf