Какова предельная стоимость *посадки* на Луну?

Вопрос Насколько полезно размещение астероида на орбите Луны? цитирует новостную статью , в которой говорится, что администрация Обамы выступает против высадки на Луну из-за стоимости такой миссии:

Администрация Обамы выступает против очередной высадки на Луну, заявляя, что такая миссия обойдется слишком дорого. Вместо этого он хочет сосредоточиться на захвате астероида и выводе его на орбиту Луны для будущих исследований.

Но разместить астероид на лунной орбите и отправиться туда, чтобы посетить его, тоже не совсем дешево (даже если дельта-V, чтобы вывести астероид на лунную орбиту, не так уж велика и все идет идеально, есть еще затраты на то, чтобы сначала добраться до астероида на его исходной орбите, а затем добраться до лунной орбиты, чтобы что-то с ним сделать). Отправка роботов для исследования и, возможно, добычи на астероиде почти наверняка сократит расходы, но тот же аргумент справедлив и для миссии по высадке на Луну: технологии значительно продвинулись с 1960-х годов, поэтому мы можем многое сделать с помощью роботов. сегодня, что мы не могли разумно или даже вообще сделать тогда. Например, разница в возможностях между ранними планетными посадочными миссиями зонда и недавними марсианскими миссиями хорошо это показывает.

Все это заставило меня задуматься. Если мы предположим на секунду, что мы хотели бы каким-то образом отправиться на Луну, то насколько примерно выше будут денежные затраты только на посадку на Луну и возвращение на лунную орбиту по сравнению с только созданием (разумно) стабильная лунная орбита?Вероятно, можно с уверенностью сказать, что это значительно увеличит стоимость миссии, но насколько? Давайте проигнорируем вопрос о способности человека выходить в открытый космос; люди также не собираются ходить по поверхности Луны с лунной орбиты (хотя высадка людей на Луну без возможности человека выйти в открытый космос выглядит, мягко говоря, немного глупо; мало что может может быть выполнено с помощью локального дистанционного управления Луны, что невозможно сделать по линии Земля-Луна, если только у вас достаточно мощности и чувствительности приемника для хорошего качества нисходящей линии связи с Луны), и многое можно сделать без отправки людей на лунную орбиту или на лунную поверхность.

Хороший ответ будет исследовать это как с точки зрения пилотируемых, так и беспилотных миссий. Цифры по порядку вполне достаточны.

Хороший вопрос. Было бы полезно, если бы ответы разбили стоимость на этапы миссии, например. 1 миллион фунтов стерлингов на лунную орбиту, + 3 миллиона фунтов стерлингов для пилотируемого, + 1 миллион фунтов стерлингов для посадки, + 8 миллионов фунтов стерлингов для посадки человека и т. д.
Некоторые астероиды могут быть перемещены с их гелиоцентрических орбит на лунную орбиту всего за 0,17 км/с. Вы читали отчет Кека?
@HopDavid Нет, не видел. Я вижу, что вы связались с ним в своем ответе на связанный вопрос, где он может показаться более актуальным. Я просто мог бы взглянуть, но я не думаю, что это сильно меняет этот вопрос.
Вы имеете в виду конкретно людей? Мы только что родили растение на Луне, это считается? Однако я не могу найти ценник на Chang'e 4 .

Ответы (2)

1,87 км/сек Δv между низкой лунной орбитой и поверхностью. Таким образом, вам нужно 3,74 км/сек плюс некоторый запас, потому что самоубийственные ожоги предназначены для KSP, а не для реальной жизни.

Чтобы совершить путешествие с низкой околоземной орбиты на низкую лунную орбиту, нужно 4,04 км/сек Δv, а обратно, я думаю, 1,40 км/сек Δv.

Таким образом, ваше общее Δv составляет 5,44 для полета на низкую лунную орбиту (и меньше, если вы выходите на более высокую орбиту, я не знаю, как высоко вы можете подняться и при этом оставаться на орбите) против 9,18+ км/сек Δv для посадки. . Тирания ракетного уравнения говорит, что последний полет НАМНОГО сложнее.

Редактировать: FraserOfSmeg предоставил ссылку, дающую 1,2 миллиона долларов за кг на поверхность Луны. Там есть еще более интересные данные — та же компания взимает 198 тысяч долларов за кг на лунную орбиту. (Редактировать: они больше не указывают цену на орбиту, только на поверхность.) Таким образом, стоимость посадки с орбиты увеличивает цену в шесть раз. Кроме того, глядя на этапы подъема лунных посадочных модулей «Аполлон», они были заполнены более чем на 50% топливом. Даже если мы сможем повторно использовать спускаемый двигатель, это означает гораздо больший вес. Используя числа Аполлона в сочетании с числами Астробота, я получаю 2,2 миллиона долларов за кг, возвращаемых на лунную орбиту. Таким образом, стоимость полета с посадкой/возвратом в одиннадцать раз выше, чем у орбитального полета.

@HopDavid Я знаю о проблеме маскона, просто это были единственные числа, которые я смог найти, и моя математика не в состоянии их вычислить. Более высокая орбита делает разницу еще больше.
Это бюджет delta-v, но, как указывает комментарий FraserOfSmeg к вопросу, я надеялся на стоимость в денежном выражении, а не на delta-v. Однако это по-прежнему полезная информация, поэтому я бы посоветовал вам не удалять ее сразу. Я также отредактирую вопрос, чтобы уточнить это.
Лорен, вы правы, дельта V для выхода на более высокую лунную орбиту будет еще меньше.
Бюджет для такого проекта является спекулятивным. Однако наблюдение Лорен имеет значение. Дополнительные 4 км/с, добавленные к дельте V, более чем удваивают общий подъемный вес (GLOW).
Более высокий бюджет дельта V означает более высокие массовые доли топлива. Соблюдение этой массовой доли может усложнить дело. Он призывает сделать орбитальный аппарат и посадочный модуль двумя отдельными транспортными средствами.
А у лунного посадочного модуля очень сложная задача. Он должен сбрасывать большую скорость за очень короткое время, чтобы мягко приземлиться на пересеченной местности. Напротив, встреча с чем-то на лунной орбите будет больше похожа на стыковку с МКС.
+1 за «суицидальные ожоги предназначены для KSP, а не для реальной жизни»
@Shane За исключением того, что с тех пор, как я написал, мы видим, что SpaceX регулярно совершает самоубийственные ожоги с помощью ускорителей стоимостью в десятки миллионов долларов.

Найти хорошее уравнение для этого практически невозможно. Стоимость килограмма может неуклонно снижаться с 1 до 10 кг, но затем увеличиваться, поскольку вам нужна другая пусковая установка/модульная система, чтобы доставить массу на поверхность (спекулятивные рассуждения).

При всем этом Astrobotic дает вам стоимость килограмма на поверхности Луны в 1,2 миллиона долларов . Это не специально для пилотируемой полезной нагрузки, но большая часть разницы в стоимости будет связана с дизайном / сборкой (и тем фактом, что вам нужно запустить много килограммов для пилотируемой миссии). Типичные оценки стоимости за килограмм для LEO находятся в диапазоне 10 000 долларов США. Что касается стоимости промежуточного выхода на лунную орбиту, но не посадки, я полагаю, что это будет что-то очень похожее на дополнительное количество топлива, необходимое для доставки вас на орбиту. Если в итоге получается 20 кг топлива, то вы говорите о дополнительных 200 000 долларов.

Вы не можете назвать точные цифры, потому что требуемая масса топлива основана на сухой массе системы.

Вот как я бы предложил стоимость такой миссии:

1) Рассчитайте массу, необходимую для операций на орбите вокруг Луны.

2) Добавьте массу, необходимую для наземных операций (если применимо).

3) Добавить массу для повторного входа в Землю (если применимо)

4) Добавьте массу топлива для приземления и посадки на Луну (если применимо).

5) Добавить массу топлива для взлета с Луны и орбитальных маневров, ведущих к возвращению на Землю (если применимо).

6) Добавить массу топлива для вывода на лунную орбиту.

7) Добавить Рассчитать массу, необходимую для запуска

8) Общая стоимость запуска x 10 000 долларов - это стоимость полета

9) Добавьте затраты на проектирование\сборку\тестирование

Какова предельная стоимость *посадки* на Луну?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v