Einzeltriebwerk versus mehrere Triebwerke für die Mondlandung

Macht es wirklich einen großen Unterschied in der Menge an Mondstaub, der während einer Mondlandung aufgewirbelt oder aufgewirbelt wird, wenn ein einzelner Motor verwendet wird, verglichen mit der Verwendung mehrerer Motoren?

Ich denke nicht, dass es einen Unterschied geben muss, da die Kraft, die für eine sanfte Landung für dieselbe aktive Masse (Masse des Raumfahrzeugs + Masse des in den Tanks verbleibenden Treibstoffs) des Raumfahrzeugs erforderlich ist, festgelegt ist und keine Rolle spielt wenn wir einen einzelnen Motor verwenden, um eine Kraft von F Newton bereitzustellen, oder vier Motoren, die jeweils F/4 Newton bereitstellen.

In einer Pressekonferenz sagte Dr.K.Sivan, Vorsitzender der Indian Space Research Organization (ISRO), dass der Vikram-Mondlander ursprünglich nur vier Triebwerke für den endgültigen Abstieg hatte, aber bei Tests fanden sie heraus, dass die vier Triebwerke den Staub verursachten viel anheben, weshalb sie einen weiteren Motor in der Mitte hinzugefügt haben, der allein für die weiche Landung verwendet wird, um den aufgewirbelten Staub zu minimieren. Mondstaub wurde als großes Problem angesehen, da er die Sonnenkollektoren und empfindliche Instrumente bedecken könnte. Eines der Beispiele (die dies unterstützen), das mir einfällt, ist der Apollo Lunar Lander, der nur einen Motor für die Landung verwendete.

Ich kann nicht verstehen, wie hängt die Menge des aufgewirbelten Staubs von der Anzahl der Motoren ab, die für eine Landung verwendet werden? Ich denke, dass das Raumschiff von SpaceX in naher Zukunft drei seiner vakuumoptimierten Raptor-Triebwerke für die Mondlandung verwenden wird. Wie werden sie verhindern, dass Staub aufsteigt und Lebensräume, Sonnenkollektoren usw. mit Mond-Regolith bedeckt?

Es wäre hilfreich, wenn Sie erklären könnten, wie die Anzahl der Motoren die durch Mondstaub verursachte Störung beeinflusst und wie Sie mehrere Motoren verwenden und deren Auswirkungen minimieren können.

Ich habe das Gefühl, dass es komplexer ist als "weniger aufwirbeln" vs. "mehr aufwirbeln". Auch die Richtung und Größe der gestreuten Partikel ist wichtig. Ein Kranz von Triebwerken könnte ein Loch hinterlassen, durch das Partikel in der Mitte nach oben schießen, während ein einzelnes Triebwerk sie bei der Landung vom Raumschiff wegstoßen könnte.
Während die Kraft gleich sein kann, kann der Druck unterschiedlich sein, dh die Verteilung der gleichen Kraft auf vier Triebwerke (und damit wahrscheinlich auf eine größere Fläche auf der Oberfläche) kann mehr Staub zum Lander aufwirbeln als ein Triebwerk, das sich auf einen einzigen Bereich konzentriert (siehe auch vorheriger Kommentar von uhoh).
@uhoh und BlueCoder: Vielen Dank für Ihre Kommentare (Antworten :)). Wenn das der Fall ist, wie wird Starship verhindern, dass Staub in seine Triebwerke auf Meereshöhe eindringt, während seine vakuumoptimierten Triebwerke am Rand während der Landung gezündet werden?
Die andere zu berücksichtigende Sache ist, je größer die Anzahl der Elemente, in diesem Fall Motoren, desto komplexer das System und desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass etwas schief geht. Vergleichen Sie die Anzahl der Trägerraketen eines Saturn V mit der Anzahl der Trägerraketen der sowjetischen N1-Rakete und warum die N1 schließlich als Trägerrakete aufgegeben wurde.
@Fred, ich persönlich glaube nicht, dass die Anzahl der Motoren ein großes Problem sein wird. Falcon Heavy hat 27 Merlins, der kommende Raumschiff-Booster wird 37 Raptoren haben und so weiter.
@Fred Ich habe gespannt auf den Kommentar "mehr Motoren = mehr Ausfallchancen" gewartet. Wundern Sie sich dann, warum zivile Jet-Transporte alle mehrmotorig sind.
Diese Website beantwortet die Frage nicht, aber sie enthält viele Referenzen dazu für jemanden, der daran interessiert ist, sie durchzusehen. Hoffentlich finden Sie weitere Informationen in diesen: sciences.ucf.edu/class/landing-team/…

Antworten (1)

Die Sorge war nicht, dass der Mondstaub aufsteigt und die Solarpanels oder Instrumente bedeckt. Die Sorge war, wie in den Kommentaren erwähnt, dass die Staubpartikel aufsteigen und auf die untere Bucht des Landers treffen und ein Loch beschädigen oder schlagen.

Die Simulation wurde durchgeführt, um die Wechselwirkung der Schwaden mit dem Boden zu untersuchen. Wenn die vier Schwadenkegel mit dem Boden interagieren, ist die Dynamik des Abgases so, dass Partikel direkt in der Nähe der Mitte des Landers abgeschossen werden

Der einzige Zweck des Zentralmotors war es, dies zu vermeiden

In der Endphase sollte der Lander mit seinen Triebwerken samt Zentraltriebwerk aus 10 Metern Höhe aufsetzen.