¿Cuáles son los desafíos y la utilidad de una estación orbital lunar?

Ventajas de LOS

Es posible que la infraestructura orbital lunar pueda hacer que entrar y salir de nuestro vecindario terrestre y lunar sea menos difícil. También podría hacer que el acceso a la superficie lunar sea menos difícil.

Las nociones que estoy lanzando son más o menos ciencia ficción pero no prohibidas sino por las leyes de la física.

Earth Moon Lagragne 2, también conocido como EML2 , es un lugar muy interesante. Está bastante cerca de C3=0 pero cerca de la Tierra en términos de delta V y tiempo de viaje. Si llegar a Marte oa un asteroide cercano es la línea de meta, EML2 está en la yarda 10, energéticamente hablando.

EML2 también está a unos 2,5 km/s de la luna. Pueden ser ricos depósitos volátiles en los polos lunares. Si es así, las trampas frías lunares podrían suministrar a EML2 propulsor y consumibles de soporte vital.

Pero EML2 es solo cuasi estable. Una plataforma de ensayo en EML2 sería como una pelota en equilibrio sobre una colina. Un ligero empujón en cualquier dirección podría hacerlo rodar. Por lo tanto, hay un gasto de mantenimiento de estación para mantener una estación estacionada en EML2. El mantenimiento de la estación EML2 no requeriría mucho delta V, del orden de decenas de metros por segundo. Pero incluso este pequeño delta V puede resultar costoso si su estación es enorme.

Las órbitas lunares retrógradas pueden ser estables, especialmente si la órbita se encuentra dentro de los 40 000 km del centro lunar. Acérquese demasiado a la luna y los mascons pueden desestabilizar la órbita . Si estacionáramos un asteroide carbonáceo ivuna en una órbita lunar retrógrada de 40 000 km, estaría a unos 0,4 km/s de EML2. Se cree que estos asteroides son ricos en agua y compuestos orgánicos. Otra fuente potencial de propulsores y consumibles de soporte vital.

La masa de asteroides también podría usarse como protección contra la radiación. Una consideración importante ya que la órbita lunar no disfruta de la protección del campo magnético terrestre.

Un asteroide estacionado en una órbita lunar retrógrada alta también podría ser un banco de impulso para una correa:

En esta ilustración, el asteroide está estacionado en un punto de equilibrio a 24.200 del centro de la luna. La cuerda debajo es tirada por la gravedad que excede la fuerza centrífuga. La cuerda por encima del punto de equilibrio se mantiene en alto por la fuerza centrífuga. La liberación de una carga útil de esta parte superior de la correa en el momento correcto podría enviar una carga útil a un perigeo justo por encima de la órbita geosincrónica. Liberar una carga útil de este pie de amarre enviaría una carga útil a la superficie lunar. Al llegar a la superficie, una carga útil tendría que perder 2,23 km/s para un aterrizaje suave. Entonces, esta atadura podría cortar sustancialmente el delta V para estacionar en la órbita lunar o alcanzar la superficie lunar. Hablo de esto, así como de otras estaciones/anclajes en mi publicación de blog Orbital Momentum as Commodity .

Respuestas a algunas de sus otras preguntas

La ISS no está diseñada para trasladarse grandes distancias. Así que no creo que transportar módulos de la ISS sea una opción.

Estacionar una roca en la órbita lunar al estilo ARM requiere una gran fuente de energía, propulsores de iones y software para que el buscador de rocas se encuentre con un objeto inanimado. Es factible en mi opinión, pero actualmente no existe un vehículo estilo Keck .

En términos de delta V, tiempo y distancia, la órbita lunar está más alejada de la superficie terrestre. Llevar cosas a LEO toma alrededor de 9 km/s. Llevar cosas a la órbita lunar desde la Tierra requiere unos 13 km/s.

Así que construir un LOS sería más difícil que la ISS.

Construir una estación en órbita lunar sería muy difícil. Mantenerlo en órbita requeriría un cuidado constante, mucho más del que se requiere en LEO. Conseguir suministros allí sería difícil. El entorno de radiación es mucho peor que en la Tierra.

Y está el tema de qué haría uno con la estación. No estoy convencido de que una estación lunar tenga alguna utilidad, aparte del turismo y como punto de escala entre las misiones de alunizaje. Cualquier ciencia que se pueda hacer desde la órbita lunar podría ser mejor realizada por un satélite no tripulado o en la órbita terrestre.

Estoy convencido de que el tiempo de retraso no sería un problema importante, ni tampoco los eclipses. Ninguno es mucho más largo que en la Tierra. La ISS podría moverse a la órbita lunar si es necesario, aunque sospecho que sería mejor que la ISS permaneciera donde está y simplemente construyera una nueva estación.

En los libros de ciencia ficción más creíbles, no se usan las estaciones lunares, pero sí las estaciones en los puntos L4/L5 de la Tierra/Luna. Creo que sería una mejor opción en general.