Когда астронавты вернутся на Луну в ближайшие несколько лет, план состоит в том, чтобы они остались там навсегда, создав постоянный аванпост на ближайшем небесном соседе Земли. Как и всем космическим миссиям, лунному аванпосту потребуется топливо для долгосрочной устойчивости, но что лучше: добывать топливо на Луне или пополнять запасы топлива с Земли? Это то, что команда исследователей во главе с Университетом Боккони в Италии надеется решить, рассматривая лучший вариант с точки зрения получения топлива либо с Земли, либо с Луны. Маттиа Пианорси, младший научный сотрудник Лаборатории космической экономики Школы менеджмента SDA Boccini и доктор философии. Кандидат из Университета Санкт-Галлена недавно рассказал Universe Today, что основная цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить экономическую и техническую осуществимость добычи топлива из месторождений водяного льда на Луне или с Земли.
В обоих вариантах будет использоваться орбитальное депо (OD), которое, по словам Пианорси, будет использоваться «как канал распространения спутников, а также ракет в космосе». OD, который является отдельным от предложенного НАСА Lunar Gateway и также не упоминается в исследовании, будет иметь максимальную топливную емкость 25 тонн и будет расположен в точке Лагранжа Земля-Луна L1, которая составляет примерно три четверти расстояния между Землей и Луной. Для исследования исследователи провели анализ Монте-Карло, чтобы оценить риски, связанные с обоими вариантами. Для своего сценария исследователи использовали гипотетические переменные, такие как лунная горнодобывающая компания, транспортная/дистрибьюторская компания и конечные пользователи. Гипотетическая лунная горнодобывающая компания взимает плату за топливо по 500 долларов за килограмм, в то время как для варианта дозаправки на Земле транспортер покупает топливо с Земли по незначительной цене. Оба варианта учитывали фиксированные затраты, включая проектирование, разработку, тестирование и оценку (DDT&E), производство и транспортировку, а текущие расходы включали заправку топливом и эксплуатацию.
Исследователи определили, что вариант дозаправки на Земле будет включать примерно 1,5 запуска Falcon Heavy (FH) Expendable плюс топливный бак с полезной нагрузкой для дозаправки космического корабля 17,5 тонн. В то время как OD имеет грузоподъемность 25 тонн, FH необходимо будет доставить в общей сложности 26,69 тонны, поскольку оставшиеся 1,69 тонны топлива будут использоваться для «перемещения заправочного бака с его подсистемами», согласно исследованию. Как уже говорилось, затраты на топливо незначительны, но стоимость запуска оценивается в 150 миллионов долларов за запуск, в результате чего общая стоимость дозаправки составляет 227,9 миллиона долларов, включая затраты на запуск и топливо. Предполагаемые затраты на запуск также составили 6511,4 доллара за килограмм, а общие эксплуатационные расходы - 42,38 миллиона долларов в год.
Для варианта дозаправки на Луне исследователи использовали гипотетический лунный шаттл, построенный компанией Cislunar Space Development Company (CSDC) с полезной нагрузкой 25 тонн, который стартует с Луны, стыкуется и дозаправляет ОД до максимальной грузоподъемности 25 тонн, а затем возвращается. на лунную поверхность, при условии, что топливо не теряется в течение всего процесса. Как уже говорилось, гипотетическая лунная горнодобывающая компания оценила стоимость топлива в 500 долларов за килограмм, а исследование оценило общую стоимость дозаправки в 37,51 миллиона долларов, включая затраты на запуск и топливо, что дает общие эксплуатационные расходы в размере 35 миллионов долларов в год. На основании этих результатов исследователи пришли к выводу, что дозаправка ОД более доступна с Луны, чем с Земли.
«Итак, если вы хотите воплотить этот проект в жизнь, он должен уметь понимать и анализировать данные с точки зрения финансирования проекта», — недавно сказал Пианорси Universe Today. «Так что это та же логика, согласно которой вы финансируете инфраструктуру здесь, на Земле, вы должны понимать, как стимулировать ваших инвесторов к участию на основе снижения риска, который вы вводите, например, посредством контрактов. Так что это очень важная вещь, если вы хотите развивать инфраструктуру, привлекая не только государственные деньги, и, может быть, деньги корпораций, но даже деньги финансовых инвесторов, и я не говорю о венчурном капитале. или частный капитал, я говорю об институциональных инвесторах», — сказал Пианорси Universe Today, что, по его мнению, эти факторы должны стать следующими шагами в плане исследований.
Что касается предстоящих миссий Artemis, Пианорси подчеркнул для Universe Today важность «создания экономического цикла между Землей и Луной», но также подчеркнул важность не только того, чтобы космические агентства и космические компании занимались лунной и марсианской деятельностью, но и космические компании, а также. «Компании должны понимать, что экономическая устойчивость — это новая прерогатива новой космической экономики», — сказал Пианорси Universe Today. «Это больше не контракты НАСА «затраты плюс». Сейчас времена меняются, и даже космические агентства, особенно во времена бюджетных ограничений, должны полагаться на частные компании для внедрения инноваций и повышения эффективности. И это подразумевает не только с точки зрения затрат, но даже с точки зрения рынка». Исследование опубликовано в журнале Acta Astronautica.
