Könnten Erde-Mond-Vorbeiflüge hintereinander ohne die Verwendung von Treibmitteln wiederholt werden?

Seit einer kürzlich gestellten Frage zur Orbitalmechanik nerven mich Vorbeiflüge am Mond in dem Sinne, dass offensichtlich Energie im System verfügbar ist. Ich bin daran interessiert, ob Sie einen wiederholbaren Prozess erhalten könnten, der energiepositiv ist und zu den gleichen Kosten wie eine gewöhnliche NASA-Mission durchgeführt werden könnte. Diese Anforderung schränkt die möglichen Annäherungen an eine Flugbahn eines Raumfahrzeugs zusammen mit dem vertrauten Werkzeugsatz ein.

Es gibt einen Präzedenzfall, bei dem Raumsonden vom Mond durch die Schwerkraft unterstützt werden. Im Laufe der Zeit angesammelt, haben sich diese als nützlich erwiesen, um Sonden gut aus der Schwerkraft der Erde zu bringen. Dies ist jedoch ein 1-Weg-Prozess, daher besteht keine Verpflichtung, den Drehimpuls beizubehalten, und es ist nicht trivial, ob er auf eine wiederholbare Umlaufbahn zugeschnitten werden könnte oder nicht.

Mondvorbeiflüge sind sicherlich bis zu einem gewissen Grad einstellbar - insofern Sie nach dem Vorbeiflug auf der Erde ins Schwarze treffen können. Sie könnten stattdessen LEO streifen, und Sie fliegen in eine andere elliptische Umlaufbahn. Das Problem ist, dass der Mond Sie in dieser Zeit zurückgelassen hat und Sie ihm beim nächsten Apogäum nicht nahe kommen werden.

Aber das System ist voller orbitaler Energie! Höchstwahrscheinlich hat der Mondvorbeiflug selbst der Sonde kinetische Energie verliehen. Warum nicht etwas davon in einer Aero-Bremse mit der Erde ausgeben, damit Sie Ihre Orbitalparameter für den nächsten Pass einstellen können, wenn Sie zusätzlichen Saft ausgeben? Etwas wie:

Nun, ich stelle diese Frage, weil an dem obigen Schema etwas offensichtlich schlecht durchdacht ist. Ich bekomme die energischen Argumente definitiv nicht zum Laufen. Beachten Sie, dass ich oben Ost-West-Umlaufbahnen (retrograde) verwendet habe. Das liegt daran, dass Drehimpulsargumente West-Ost-Umlaufbahnen auszuschließen scheinen. Die Gezeitenentwicklung des Erde-Mond-Systems besteht darin, dass die Rotationsenergie der Erde auf den Mond übertragen wird. Wenn dieses Schema also energiepositiv ist, erwarte ich, dass es die Rotation der Erde verlangsamt (geringfügige Mengen).

Meine Argumente zugunsten des Schemas sind bisher höchst verdächtig. Während die Erdrotation Energie enthält, scheint es unwahrscheinlich, dass ein Überfliegen mit 11 km/s jemals Energie aus dieser Rotation gewinnen könnte. Aus der Perspektive der Sonde könnte man annehmen, dass sich die Erde überhaupt nicht dreht. Diese Logik bringt mich in Schwierigkeiten, weil sie darauf hindeutet, dass dem Mond Energie entzogen werden könnte, indem man ihn verlangsamt, was wir als völlig falsch kennen. Energie kann dem Mond nur entzogen werden, indem man ihn beschleunigt . An dieser Vereinfachung stimmt offensichtlich etwas nicht.

Natürlich funktioniert "einfaches" Aerobraking nicht. Das würde nur das Apogäum senken, was wir nicht wollen. Wenn die NASA es jedoch mit einigen speziell angefertigten beweglichen Klappen ausstattet, könnte es so etwas wie " Ausweichen " bewirken, um vor dem Perigäum kontrolliertes aerodynamisches Bremsen durchzuführen, was die anderen Orbitalparameter beeinflusst. Sie könnten möglicherweise sogar den Auftrieb während des Passes verwenden , um auf die neue Position des Mondes zu "zielen".

Aber alle diese Argumente sind nutzlos, wenn die Energie- und Impulsübertragung nicht klar artikuliert werden kann. Wenn möglich, könnte es in einem Orbitalsimulator zweifelsfrei nachgewiesen werden. Wenn dies nicht möglich ist, gehe ich davon aus, dass Argumente der Orbitalphysik dies verfälschen könnten.

Um weitere Details hinzuzufügen, frage ich, ob ein System möglich ist, das Folgendes verwendet:

• Ein bahnbasierter Ansatz
• wandelt die kinetische Energie Erde-Mond in eine andere Energieform um
• Verlässt sich nicht auf das Quadrupolmoment der Erde (man könnte sagen, die Gezeitenkraft tut dies jetzt)
• Erfordert keine direkte Kraftübertragung auf "Space Elevator"-Waagen

Der letzte Punkt ist hier der Mörder. Wenn Sie das umgehen könnten, könnten Sie dies mit etwas in der Größe eines Cubesat tun. Aber das könnte auch die ganze Idee töten.