Bueno, la ISS realiza sus maniobras orbitales usando naves espaciales acopladas por lo general (aunque también puede usar sus propios motores en el módulo Zvezda), y hacer lo mismo le daría suficiente delta v para llegar a la órbita de la Luna eventualmente, un suave empujón en un momento. La estructura algo frágil de la EEI no importa aquí si los empujones son lo suficientemente suaves.
Sso dependería de la capacidad de combustible y las capacidades de esas naves espaciales, y de si pueden seguir suministrándolas a medida que se aleja de la Tierra.
Por lo general, aumenta un par de metros por segundo al mes.
- Si hubiera un Armagedón, y ocho personas tuvieran que comenzar de nuevo, ¿cuáles serían las mejores opciones para comenzar una nueva civilización?
- ¿Qué pasaría si alguien intentara organizar una manifestación masiva en China?
- Si todos los acusados de un delito fueran a juicio, ¿colapsaría todo el sistema legal por estar ‘engomado’?
- Si toda la población del mundo (excepto usted) hubiera desaparecido repentinamente durante 24 horas, ¿qué haría mientras tanto?
- ¿Es el ejército indio lo suficientemente capaz de defenderse de una invasión conjunta china y pakistaní de Cachemira?
¿Cómo mantiene la órbita la Estación Espacial Internacional y qué propulsor utiliza?
Delta v para llegar a la órbita de la Luna baja desde LEO es 4.01 km / segundo
Presupuesto Delta-v
La órbita de la EEI está muy inclinada
No estoy seguro si necesita cambiar la inclinación para llegar a una órbita lunar, simplemente terminaría en una órbita lunar altamente inclinada.
¿NECESITA CAMBIAR LA INCLINACIÓN A UNA ÓRBITA ECUATORIAL PARA LLEGAR A LA LUNA?
A menos que me falte algo allí. No puedo pensar en un ejemplo en la práctica de una nave espacial entrando en órbita alrededor de la Luna u otro planeta o luna en una inclinación alta como esta.
Pero teóricamente, no veo por qué necesita cambiar la inclinación para que coincida con la Luna.
Las dos órbitas, la órbita de la Luna y la órbita de una ISS altamente impulsada se cruzarían, porque cualquier par de órbitas se cruza en dos lugares.
Por supuesto, no sería una órbita circular igual a la Luna antes de tu cita. Eso es posible pero derrochador de combustible.
En su lugar, use una órbita elíptica. Y disponga de modo que el eje mayor esté en el plano ecuatorial. Haga eso, una órbita elíptica inclinada, pero con un eje mayor en el plano ecuatorial, y eventualmente esa órbita se cruzará con la órbita lunar.
Lo harías impulsando en el lado opuesto de la Tierra desde el punto en su órbita donde planeas encontrarte con la Luna.
Impulse cada vez que la ISS esté cruzando el ecuador en perigeo, eso mantendría el perigeo bajo (los aumentos no hacen ninguna diferencia en la altitud en el punto de la órbita donde realiza el impulso) y aumente el apogeo.
Debido a que haces tus impulsos cuando cruza el ecuador, el apogeo diametralmente opuesto en la órbita también estaría en el plano ecuatorial de la Tierra.
Y cuando se eleva lo suficientemente alto, entonces la Luna lo intersecaría.
Luego, cuando eso suceda, en algún momento la luna estará en el lugar correcto para capturar la EEI con un pequeño delta v para entrar en la órbita de captura, luego más delta v para descender y circularizar a la órbita de la Luna baja.
Y no estás buscando una cita con la Luna, solo una inserción orbital, usando la gravedad de la Luna.
Por lo tanto, es muy diferente de, por ejemplo, tratar de atracar una nave espacial con otra con una inclinación diferente que no se puede hacer sin el uso de una gran cantidad de delta v.
Probablemente no sería una órbita estable, inclinada así, no estoy seguro, algunas órbitas inclinadas son estables, pero creo que la Luna es básicamente esférica a diferencia de la Tierra, por lo que probablemente se vería perturbada gradualmente por la gravedad de la Tierra y la Luna, y se aplanaría. en el plano de la órbita de la luna.
(Agradecería las correcciones de cualquier experto en maniobras orbitales, ya que es un tema complicado que conozco).
COMBUSTIBLE NECESARIO – AL MENOS 143 PROGRESO M1S CARGADO CON COMBUSTIBLE PARA CAPACIDAD
Entonces, bueno, suponiendo por ahora que no se necesita combustible adicional para los cambios de inclinación o la captura de la órbita lunar para una órbita inclinada como esa, si solo usó la misma cantidad de combustible que hace para el mantenimiento normal de la estación, los duplicó para comenzar, pero pronto dejaría la atmósfera de la Tierra, por lo que entrará en una órbita cada vez más alta, entonces son 2000 meses o 167 años para llegar a LLO (órbita lunar baja).
El Progress M1 puede transportar 1.950 kg de combustible y 2.230 kg de carga, un total de 4180 kg si se dedica todo al combustible.
Progreso (nave espacial)
ISS usa 8,000 libras de propelente al año o alrededor de 3,600 kg para el mantenimiento de la estación.
Mayor altitud mejora la economía de combustible de la estación
Entonces, supongamos que un Progresss M1 completo llevara solo combustible a la ISS. Entonces eso es suficiente para 1 año de empuje (aproximadamente), por lo que es un delta v de aproximadamente 24 m / segundo.
De todos modos, esa sola carga de un Progress M1 claramente no está lo suficientemente cerca como para llegar a la Luna. Después de todo, necesita 167 años de esto, no solo un año, para llegar allí.
Entonces, en total, 167 años a 3600 toneladas al año, eso es 601 toneladas de combustible. Alrededor de 143 de los Progress M1s.
(Este es un cálculo aproximado, con suerte en el estadio correcto)
Creo que en principio podría hacerse, con suficientes lanzamientos de cohetes.
Al enviar varios progresos al año, incluso podría hacerlo en unas pocas décadas. Pero sería costoso y requeriría una gran cantidad de lanzamientos para hacerlo de esa manera.
NECESITA AUMENTAR EL COMBUSTIBLE A medida que ISS llega a órbitas más altas
A medida que aumenta, necesitaría enviar más de ellos, porque se necesitaría más combustible solo para impulsar el Progreso en sí mismo para alcanzar las velocidades necesarias para encontrarse con la ISS
Aunque en una órbita elíptica con perigeo no ha cambiado mucho de la actual, la velocidad en perigeo seguiría aumentando para alejar el apogeo de la Tierra. Por lo tanto, el Progreso necesitaría acelerarse para alcanzar a la ISS.
Eventualmente probablemente los enviaría en parejas, con un Progress actuando como una especie de etapa final para impulsar al otro a la ISS a medida que se vuelve más y más rápido con un apogeo cada vez más alto.
La ISS en sí solo pesa alrededor de 419.5 toneladas, por lo que las 601 toneladas de combustible superarían a la ISS si lo hago bien. Hechos y cifras
Entonces, de todos modos, no estoy seguro de que valga la pena resolverlo en detalle, pero necesitarías un poco más de 143 de los lanzamientos de Progress.
VIDA DE LA ISS
Pero hay otra cosa a considerar, que en las duras condiciones del espacio, los módulos solo tienen una vida útil de unas pocas décadas, antes de que se deterioren demasiado: cosas como la debilidad estructural debido a los continuos cambios de temperatura entre el día y la noche, comienzan las grietas para formar, etc.
Entonces, más allá de 2020, entonces la ISS de la mayoría de sus módulos se desorbitará, aunque algunos de los más nuevos, un par de rusos podrían salvarse y usarse para una nueva estación espacial. A menos que envíe un Soyuz M1 cada pocos días, tomaría tanto tiempo llevarlo a la órbita lunar que para cuando la ISS actual llegue a la Luna ya no sería utilizable para la habitación humana.
Probablemente sea mejor tener cohetes con una capacidad de elevación algo mayor para construir una estación en LLO. Pero la ISS también es enorme, y podría tener una pequeña estación en LLO con la tecnología actual.
Por lo tanto, no es muy probable con la tecnología actual. Pero es un poco difícil esperar la década de 2020: ¿tal vez tendremos la capacidad de hacerlo más fácilmente entonces? Tal vez como una “exposición de museo”, si eso parecía probable, podríamos impulsar su órbita primero a una órbita más alta, todavía LEO pero lo suficientemente alta como para posponer su desaparición durante algunas décadas, y luego, algunas décadas más tarde, con suerte, hemos desarrollado la capacidad de moverse en cualquier lugar que queramos en el sistema Tierra Luna. Entonces, si realmente desea preservarlo, aumentarlo unos pocos cientos de kilómetros para posponer el final, podría valer la pena hacerlo. ¿Pero vale la pena gastar millones de dólares para hacer eso, solo para una exhibición en un museo?
TRABAJÓ PLANES PARA CONSTRUIR UNA NUEVA ESTACIÓN EN L1 (UN POCO MÁS PEQUEÑO QUE LA ISS)
Por lo general, la idea es construirlo en las posiciones L1 o L2. Debido a que están muy cerca de la Luna, y son estacionarias sobre su superficie, y aunque son posiciones técnicamente inestables en el campo gravitacional de la Luna y la Tierra en la práctica, puedes hacer que la estación se quede allí sin apenas combustible porque las naves espaciales ubicadas allí no simplemente se aleja de él, pero en cambio tiende a perturbarse a su alrededor en una especie de espiral, por lo que simplemente “orbitaría” alrededor de las posiciones L1 o L2 con empujes ocasionales de mantenimiento de la estación. También es interesante que es fácil pasar de L1 a L2 sin apenas combustible, por lo que puede ir y venir entre el lado cercano y lejano de la Luna con bastante facilidad también si alguna vez lo desea o lo necesita.
Este es un plan para construir una estación en la posición L1 desde 2001, que se construiría por ensamblaje en la órbita de la ISS y luego se impulsaría a LLO, es un proyecto de diseño estudiantil de la Universidad de Maryland
Clarke Station – diapositivas – PClarke station – artículo
ENAE 791 – Primavera 2004 – Programa del curso
Aquí hay un plan más reciente que involucra cuatro misiones de tres personas cada año para construirlo y mantenerlo operativo, un poco como la ISS, tres meses para cada misión
Operaciones humanas más allá de LEO para el final de la década: un trampolín asequible a corto plazo
LO MEJOR PARA HACER MÁS INVESTIGACIÓN EN LEO PRIMERO, ESTILO GEMINIS
Creo que sería una buena idea trabajar primero en hábitats de sistemas cerrados y en la gravedad artificial, que podríamos hacer en LEO.
Eso sería como las misiones Gemini que hicieron antes de Apolo, probando la tecnología que necesitan en LEO antes de enviarla a la Luna.
Esta vez, la razón sería porque hay tanto que no sabemos acerca de cómo los humanos pueden vivir y estar saludables en el espacio.
En lugar de simplemente hacer una copia de la ISS, que sabemos cómo hacer, en LLO, ¿por qué no ver primero si podemos lograr que un hábitat de sistema cerrado funcione en LEO?
Vea si un hábitat de estilo Biosphere II con muchas plantas en el espacio funciona para eliminar los químicos tóxicos como metano, sulfuro de hidrógeno, etc., y para al menos parte del lavado de CO2, si pudieran tener lugar de parte de la maquinaria compleja en el ISS (con ellos como respaldo)?
¿Y más reciclaje de residuos que en la EEI?
No tiene que ser perfecto, solo algo de eso.
ISS no ha explorado esa forma de hacer las cosas, solo unas pocas plantas en experimentos, pero nada de la idea de plantas en todo el interior de la estación como Biosphere II.
Además, la generación de alimentos a partir de plantas, por ejemplo tomates, etc. en el espacio, reduciría bastante el suministro de la Tierra.
Puede parecer “muy fácil” hacerlo en una estación espacial como la ISS.
Pero Mars One y SpaceX están hablando de hacer exactamente eso en Marte. Obviamente, es mucho más fácil hacerlo en LEO que en Marte (y el suelo de Marte realmente no tiene beneficios significativos aquí, las plantas pueden crecer en hidroponía, o usando aeroponía). Entonces, si pensamos que podría ser posible en Marte, ¿por qué no probarlo en LEO?
O, si eso es un gran salto, o tiene dificultades técnicas, al menos, intente usar algas para generar oxígeno. Los rusos han demostrado que puedes generar todo el oxígeno de las algas desde un espacio sorprendentemente pequeño, así que ¿por qué no volar esa tecnología y ver si funciona en el espacio?
Y al mismo tiempo, trabaje en la gravedad artificial. Si podemos usar la gravedad artificial, entonces podemos tener humanos viviendo en el espacio durante años y años, y eso es un gran ahorro, si solo necesita transportar a los humanos cada pocos años en lugar de cada tres meses.
Y si tampoco necesita enviarles combustible, agua u oxígeno cada pocos meses, podría ser casi tan fácil vivir en el espacio a largo plazo como en la Antártida.
No es necesario ir hasta un hábitat totalmente cerrado y una salud perfecta para los astronautas para que puedan vivir allí durante décadas.
Si podemos ser un poco mejores en el reciclaje, y algún elemento de gravedad artificial para aumentar el tiempo que los humanos pueden pasar cómodamente desde unos pocos meses hasta varios años, podría hacer una gran diferencia a la distancia de la Luna. Puede continuar con el resto de la investigación en L1.
Hay varios experimentos simples que podríamos hacer en LEO que cambiarían totalmente las decisiones sobre el mejor diseño para una estación en L1, por lo que me parece mejor hacerlo primero.
Incluso, solo un par de años sería suficiente para hacer una gran diferencia.
Entonces, un par de misiones de prueba tempranas de “estilo Géminis” para probar hábitats de sistemas cerrados en el espacio y usar algas para obtener oxígeno, y probar un sistema cerrado más extenso con plantas grandes y alimentos en crecimiento como tomates, etc. Quizás enviar sin tripulación , monitorear, y luego enviar humanos hasta ellos. O bien, simplemente incorpore mucha redundancia, de modo que tenga un control completo del entorno de tipo ISS, pero luego intente sustituirlo gradualmente con plantas y algas mientras mantiene el sistema de tipo ISS como respaldo en caso de emergencia.
Luego, en cuanto a la gravedad artificial, simplemente atar un TMA a su etapa final le permitiría hacer experimentos en gravedad artificial que podrían cambiar totalmente sus ideas sobre cuál es el mejor diseño para la estación, y podría llevar a cabo una misión como esa dentro de unos meses con voluntad política para hacerlo.
Pero si quisiéramos construir una copia más o menos de la estación espacial de estilo ISS en L1 o en LLO, creo que podríamos hacerlo dentro de una década usando un presupuesto que probablemente no sea tan diferente del ISS, aunque resultaría un poco más pequeño.