¿Cuánta energía se requeriría para mover la ISS alrededor o en la luna? y cuanto combustible necesitaria? ¿Y cuántas misiones de carga requeriría eso? Y si eso no vale la pena, ¿sería beneficioso desmontar la ISS y transportar las piezas útiles a la luna?
Dado que hace varias preguntas progresivas, intentaré darle una respuesta progresiva. Ir a la luna con la ISS y aterrizar son 2 temas completamente diferentes, por lo tanto me enfocaré en entrar en una Órbita Lunar Inferior (LLO)
¿Cuánta energía se requeriría para llevar la ISS alrededor de la luna?
Para pasar de una órbita terrestre inferior (LEO), en la que reside ahora la ISS, a una LLO se requiere un presupuesto delta-V de aproximadamente 4,04 KM/s. Este consta de 2 partes, acelerar hasta llegar a una órbita de transferencia lunar y luego desacelerar la unidad que estamos en una órbita alrededor de la luna. El último de los 2 cuesta aproximadamente 840 m/s, mientras que el quemado de transferencia es de aproximadamente 3200 m/s.
cuanto combustible necesitaria eso
La eficiencia de los motores de cohetes se clasifica en Isp. En resumen, cuanto mayor sea el Isp, más eficiente te impulsará un cohete. Por lo tanto, la cantidad de combustible requerida está relacionada con el Isp del cohete utilizado para propulsar la ISS. En la siguiente sección daré algunos ejemplos de Isp y la cantidad requerida de combustible.
Puede encontrar una calculadora simple para probar usted mismo aquí .
¿Cuántas misiones de carga requeriría eso?
Para llegar a la luna queremos acelerar la ISS, pero al hacerlo también aceleramos el combustible que está cuidando. Dado que las cantidades de combustible son masivas, sería más probable que la ISS recibiera combustible, se quemara en su periápside y luego se reabasteciera para hacer otra ronda. Necesita poder desacelerar cuando llegue a la luna. Para incorporar esto en los cálculos, he tomado el peso de la ISS como 420000 kg , a excepción de la última quema LEO, cuando también lleva el peso de 840 m/s de combustible.
Actualmente, la ISS requiere algo de delta-V para mantener su órbita, que está siendo proporcionada por un ATV . Para darle una idea, primero veremos qué sucede si los usamos. Los cuatriciclos utilizados tienen 4,7 toneladas de propulsor y un Isp de 270s. Esto le da un presupuesto delta-v de la friolera de 29 m/s. Esto requeriría 110 viajes con una quema en LEO y otros 33 que deben usarse para proporcionar combustible para desacelerar en la luna, dando un total de 143 viajes. Por supuesto, estos también llevan muchos suministros y con 143 viajes en lugar del viaje anual normal, podríamos esperar que estuviera completamente lleno de combustible. Si buscamos llenar toda el área de carga, esto proporcionaría 12 toneladas de propulsor. (citar)Esto reduciría las quemas en LEO a 43 con 13 para suministrar a la ISS propulsor de frenado. Pero con un total de 56, esto sigue siendo mucho.
En lugar de utilizar el sistema de propulsión existente, se podría diseñar uno con un Isp mejor. Cuando los ATV tienen solo un Isp de 270, se podría usar un motor Isp más alto. Por ejemplo, el Centaur con un Isp de 450s, requeriría mucho menos combustible. Dado que la carga útil más grande para LEO en este momento es de 28790 kg utilizando el Delta IV, solo necesitaríamos 18 encendidos en LEO y solo 3 buques de carga para suministrar el propulsor de frenado.
Sin embargo, tenga en cuenta que no incluí el peso de los tanques de combustible necesarios para almacenar el combustible de frenado en la ISS, por lo que esto aumentará la cantidad de propulsor necesario.
¿Si vale la pena?
Por supuesto, esta pregunta también tiene un lado financiero, por lo tanto, calculé la cantidad de viajes que tomaría usar SpaceX Falcon Heavy , que con un precio de 2200 $/kg es, según este tema, el más barato por Kg a LEO. (Aunque aún no está disponible). Para que conste, con 63800 kg a LEO y un Isp de 311, requeriría 7,5 encendidos en LEO y 2 lanzamientos para suministrar el propulsor de frenado.
Sumando un total aproximado de 607.000 kg de propulsor a suministrar a la ISS con un coste total de 1.300 millones de dólares.
En mi opinión diría que no. Aunque esto es solo el 1% del costo de la ISS tal como está, muchos de los compartimentos que tenemos ahora simplemente no son necesarios en la luna. Puede valer la pena tomar uno o dos módulos individuales, pero con el avance tecnológico, incluso podría ser mejor tomar equipos nuevos y mejorados.
Mármol Orgánico