Können wir einen umlaufenden Transporter zwischen Erde und Mond aufstellen?

Ich gebe ein Beispiel mit dem Mond.

Wenn ein Raumfahrzeug entweder in eine Umlaufbahn um Erde und Mond oder in eine stark exzentrische Umlaufbahn gebracht wird, die sich mit der Mondumlaufbahn schneidet, kann ein anderes Raumfahrzeug daran andocken und zum Mond "fahren".

Ein Problem wird das Andocken an so viel schnellere Fahrzeuge auf anderen Umlaufbahnen und auch die Verlangsamung dieses Fahrzeugs im Laufe der Zeit sein, aber es kann durch Gravitationsschleudern vom Mond an Geschwindigkeit gewinnen oder zum Beispiel mit billigem Treibstoff vom Mond neu aufgeladen werden?

Antworten (4)

Diese Art von Raumfahrzeugen ist als "Cycler" bekannt .

Sie treffen damit auf das Problem: Sie müssen seine Flugbahn/Geschwindigkeit genau anpassen, um daran andocken zu können. Wenn Sie also den Cycler erreichen können, könnten Sie bereits das Ziel des Cyclers erreichen.

Aus dem gleichen Grund gibt es keine Verlangsamung des Cyclers. Wenn Sie sich mit einem sehr elastischen Halteband mit dem Fahrrad verbunden haben, können Sie sich im Prinzip Geschwindigkeit ausleihen, aber das ist völlig unpraktisch.

Der potenzielle Vorteil des Fahrradfahrzeugs besteht darin, dass es Platz und nicht verbrauchbare Annehmlichkeiten für die Reise bereitstellen kann, wodurch Masse bei dem Shuttle eingespart wird, das das Fahrradfahrzeug fährt. Das ist kein großer Gewinn für translunare Flüge, wo es nur eine 3-5-tägige Reise pro Strecke ist, aber für zB Routineflüge zwischen Erde und Mars ist es attraktiver. Das Mutterschiff Hermes in „The Martian“ fungiert als Erde-Mars-Cycler, obwohl dies nicht sein ursprüngliches Missionsdesign war.

Ich frage mich, wie das notwendig ist und warum niemand an ein mechanisches System zum Einfangen von Raumfahrzeugen auf einer anderen Umlaufbahn denkt. Wenn ich Andocken sehe, frage ich mich auch immer, warum sie auf den letzten Metern nicht ein paar Haken oder mechanische Arme abfeuern, aber das ist eine andere Frage ...
Ich denke auch, dass dies in Bezug auf "The Martian" falsch sein könnte.
Ich glaube nicht, dass das Erfassen eines anderen Fahrzeugs mit mehreren km / s Geschwindigkeitsunterschied gut funktionieren und die Passagiere nicht töten wird.
@Nigel - Ich denke , Hermes war von Anfang an nicht als Cycler konzipiert, aber er fungiert innerhalb der Geschichte als Cycler, da er vom Mars zur Erde, zurück zum Mars und zurück zur Erde fährt, ohne in Parkbahnen einzutreten. Bearbeitet, um das klarer zu machen.
Es ist möglich, bei einem großen Geschwindigkeitsunterschied zu erfassen, wenn sich das Fahrzeug dreht und sehr lang ist, ähnlich wie beim Skyhook-Startkonzept
@patstew Ich würde gerne etwas hinter der Umschlagsmathematik für einen rotierenden Cycler-Haken sehen, der beispielsweise eine Erfassungsgeschwindigkeit von 1 km / s bewältigen kann. Die Geschwindigkeit Erde-Mond oder Erde-Mars beträgt > 3 km/s; Weniger als 1 km/s einzusparen, scheint die Mühe kaum wert zu sein.
@Nigel Das auf der ISS verwendete Common Berthing System verwendet zwar einen mechanischen Arm, um die letzten paar Meter des Andockens abzuschließen, beginnt jedoch bei einer relativen Geschwindigkeit von Null. Ein ankommendes Raumschiff zu harpunieren wäre von Natur aus unsicher. Jede vorgeschlagene Methode zum Erfassen eines Raumfahrzeugs auf einer anderen Umlaufbahn muss den Geschwindigkeitsunterschied irgendwie ausgleichen (viele, viele Bungee-Seile?), Und jede sichere Methode dazu wird die einfache Option, genügend Treibstoff mitzuführen, um die Geschwindigkeiten anzupassen , bei weitem aufwiegen.
Der Artikel von @RussellBorogove Wiki über Momentum Exchange Tethers verlinkt dies, was nicht unähnlich ist: tethers.com/papers/LEO2Lunar%2792.pdf

Das Problem ist, dass Sie sich beim Rendezvous mit einem solchen Cycler (und möglicherweise beim Andocken) bereits auf derselben Umlaufbahn befinden und den Treibstoff ausgeben mussten, um zum Mond zu gelangen. Das zweite Handwerk braucht man also meist für gar nichts.

Für die Mondfahrt macht das wenig Sinn. Auf der anderen Seite werden Cycler oft für Mars-Reisen vorgeschlagen: Wenn Sie einen großen Cycler in die Erde-Mars-Schleife setzen, können Sie möglicherweise viel kleinere Fahrzeuge auf jedem Planeten verwenden, um Menschen und Vorräte zu transportieren (benötigt hoffentlich weniger Treibstoff), aber Sie können es genießen das große Schiff auf der langen Reise.

Erwähnenswert ist vielleicht, dass ein Cycler insgesamt keine Energie spart : Die gesamte Masse, die zum Mars oder wohin auch immer geht, musste irgendwann beschleunigt werden, um der richtigen Flugbahn zu entsprechen. Es spart jedoch Energie für bestimmte Flüge, da alle Vorräte zu einem beliebigen, möglicherweise günstigeren Zeitplan vorher beschleunigt (und auf den Cycler gelegt) werden könnten. In gewisser Weise ist ein Cycler wie die Powerbank, die Sie auf langen Reisen für Ihr Telefon dabei haben ;-).
Nun, es könnte die Energie sparen, die sonst benötigt würde, um ein viel größeres interplanetares Schiff mehrmals zu beschleunigen. Aber wie viel davon durch die Installation des Cyclers selbst und durch die Wartung verbraucht würde, ist eine andere Sache.
Wahr. Lassen Sie die große Masse kreisen.

Ja. Dieses Konzept ist als Lunar Cycler bekannt . Besonders interessant ist der Backflip Lunar Cycler , der einmal im Monat den Mond und zweimal im Monat die Erde trifft. Eine Suche nach „lunar cycler“ bringt mehrere Artikel hervor.

Ich habe gerade etwas recherchiert und den Wikipedia-Artikel gefunden. Ich habe die Idee von Skott Manley bekommen, der etwas Ähnliches im Kerbal Space Program macht.
@Nigel: Da Sie KSP erwähnt haben, möchten Sie vielleicht versuchen, ein oder zwei Andockmanöver in KSP durchzuführen, ohne zuerst die Umlaufbahnen genau abzugleichen. Sie werden herausfinden, warum es nicht so praktisch ist. : P (Wenn Sie tatsächlich versuchen möchten, einen Cycler in KSP zu erstellen, der etwas Nützliches tut, würde ich vorschlagen, eine Art Lebenserhaltungs- und / oder Kolonisierungsmod zu installieren. Ohne einen hat ein Cycler nicht viel Sinn, wenn Kerbals es sind glücklich, jahrelang einfach in ihrem Äquivalent einer Mercury-Kapsel zu sitzen.)
Wenn Sie dies in KSP versuchen, senden Sie mir bitte einen Link zum resultierenden Video. Ich mag Explosionen :-P (Das heißt, wenn sie nicht direkt ineinander übergehen)

Abgesehen von Radfahrern besteht ein Grund für spezielle Fahrzeuge, um von Orbit zu Orbit zu reisen, darin, das beste Fahrzeugdesign für jede Etappe der Reise verwenden zu können. Man kann sich ein geflügeltes Shuttle vorstellen, das Menschen von der Erde zu einem Orbiter bringt. Dann geht der Orbiter von der niedrigen Erdumlaufbahn in die Mondumlaufbahn. Dort steigen die Menschen in eine Mondlandefähre um, um die Mondkolonie an der Oberfläche zu erreichen. Der Orbiter landet nie, und der Mondlander geht nie weiter als bis zur Mondumlaufbahn. Der Orbiter könnte einen elektrischen Antrieb mit geringem Schub und eine starke Abschirmung haben. Der Mondlander hätte Beine und Motoren mit höherem Schub. Auch Treibstoff und Ausrüstung werden nicht unnötig durch einen Teil der Reise getragen, für den sie nicht benötigt werden. Der Orbiter muss den Lander oder Treibstoff dafür nicht tragen.