Könnte Lunar Mining zur Wartung des Low Earth Orbit verwendet werden?

In Bezug auf das Delta-V-Budget könnten große Einsparungen beim Transport der erforderlichen Materialien vom Mond zum LEO (∆V ~ 2,74 km/s) anstelle von der Erde zum LEO (∆V ~ 9,3 - 10 km/s) ^[1] erzielt werden. Angenommen, Sie können die übermäßige Umlaufgeschwindigkeit (~ 3,3 km / s von etwa 11 km / s Wiedereintrittsgeschwindigkeit auf 7,7 km / s für die ISS) reduzieren, die sich aufgrund der größeren Hügelkugel der Erde mit Aerocapture in der Erdatmosphäre aufbaut, und das Apogäum an die Zielorbital anpassen Höhe.

Dies würde eine zusätzliche Zirkularisierungsverbrennung am Apogäum erfordern (etwa die Hälfte des Delta-V eines Hohmann -Manövers zum Anheben der Umlaufbahn und unter 0,78 km/s ^[2] ), um mit der LEO-Zielumlaufbahn wie der der ISS übereinzustimmen, aber die Das gesamte Delta-V-Budget würde immer noch erheblich niedriger bleiben als das von Erde zu LEO. Das wäre nicht einfach, aber möglich:

    (Bildquelle: Wikipedia )

Alternativ können Sie durch Schwerkraft unterstützte „Besuchs“ -Erde-Mond-Cycler einrichtenErstens, und die Delta-V-Ausgaben für die "Taxi" -Teile könnten dann sogar noch geringer sein, wenn höher gelegene äquatoriale Umlaufbahnen angestrebt werden (der "Burg" -Teil des Cyclers muss in der Erde-Mond-Orbitalebene bleiben und die Atmosphäre der Erde meiden LEO hineinziehen). Das erforderliche Delta-v vom Mond zum niedrigen Mondorbit ist dann sogar noch geringer (∆V ~ 1,87 km/s), aber die endgültige Zirkularisierung und Neigungsänderung (im Falle von geneigten Zielorbits wie dem der ISS) bleibt bestehen . Selbst im Vergleich zur Aerocapture-Methode können jedoch immer noch Einsparungen beim erforderlichen Delta-V erzielt werden, sobald sich "Burgen" in ihren Cycler-Umlaufbahnen befinden, wenn die Vorbeifluggeschwindigkeit des Cyclers an der Erde die der Zielumlaufbahn des "Taxis" nicht erheblich überschreitet. Die zwei vorgeschriebenen Rendezvous erschweren dies etwas, aber Sie tun es nicht

Das Problem ist, dass wir derzeit keine Bergbaubetriebe und erforderlichen Unterstützungseinrichtungen auf dem Mond haben, keine Rohstoffverarbeitungs- und Produktionsanlagen in LEO oder auf dem Mond selbst und keine erforderliche Transportinfrastruktur oder Verbrauchsmaterialien, wie z. B. benötigte chemische Treibmittel, die dies ebenfalls hätten auf dem Mond zu produzieren, damit eine solche Operation wirtschaftlich sinnvoll und natürlich möglich ist. Auf lange Sicht könnte der Mondbergbau also als Quelle für die in LEO benötigten Vorräte dienen. Aber wir sind noch weit davon entfernt, dem auch nur nahe zu kommen, also müsste der schwierigste Teil die Finanzierung und Logistik sein, vorausgesetzt, der Mond kann alle dafür erforderlichen Ressourcen bereitstellen, und in Zukunft werden es noch mehr rentabel dazu.

TL;DR - Es geht mehr um Ökonomie (wie viel), Politik (ob, wer und wann), Legalität (wer widerspricht) und Ethik (mit welchen Argumenten) als um die technische und wissenschaftliche Machbarkeit. Der Mond hat sicherlich Ressourcen, die wir in LEO verwenden könnten, neben vielen anderen, z. B. Wasser, das in seinen permanent schattierten Polarregionen eingeschlossen ist, Sauerstoff, der in vielen Oxidmineralien eingeschlossen ist, Metalle wie Titan, ... und keine lebende Seele auf ihm, die sich gegen eine groß angelegte Industrie wehren könnte Ausbeutung von ihnen. Aber es wäre ein ehrgeiziger Marathon, um an diesen Punkt zu gelangen, und die derzeit vorherrschenden Hindernisse, die zuvor beschrieben wurden, werden von 4-5 Jahre langen Mandatspositionen bewältigt. Viel Glück!

1. Wikipedia zum Delta-v-Budget: Erde-Mond-Raum – hoher Schub
2. Wikipedia zur Hohmann-Transferbahn: Beispiel

Hohe Anschaffungskosten im Vergleich zur aktuellen Nachfragerate sind das grundlegende wirtschaftliche Problem. Die Infrastruktur würde mehr Raumschiffe benötigen, um zu dienen, damit sie sich lohnt. Die Verlängerung der Lebensdauer von GEO-Satelliten könnte der entscheidende Schritt sein, um dieses Konzept rentabel zu machen. Aber sie werden heute nicht gebaut, um betankt zu werden. Ich denke, dass das Ziehen viel einfacher ist als das Umfüllen von Kraftstoff. Die Satellitenhersteller könnten diese Art von Mondindustrie wahrscheinlich verwirklichen, wenn sie sich auf einen Standard einigen.

Letztendlich wäre die schwierigste Herausforderung, wirtschaftlich mit Unternehmen zu konkurrieren, die eher Asteroiden als den Mond abbauen.

Ich muss die genauen Zahlen noch einmal überprüfen, aber ich verstehe im Allgemeinen, dass die Energiekosten für das Verlassen des Mondes die Energiekosten für das Einbringen von Asteroidenmaterial um etwa eine Größenordnung übersteigen.