¿Podría la ISS ser propulsada a Marte?

Dado que la ISS ha demostrado la capacidad de habitación humana durante períodos prolongados, ¿podríamos agregar una unidad de propulsión a la ISS que sea capaz de proporcionar delta-v para enviar la ISS a una órbita marciana? Probablemente se necesitaría un sistema de baja aceleración que permitiera el mantenimiento de la integridad estructural.

Habría que añadir un módulo de suministros con suministros suficientes para el período de tránsito de Marte con los suministros necesarios para la misión. Si esto presenta un problema estructural o de otro tipo, tal vez podría haber misiones de reabastecimiento que podrían ocurrir en el tránsito de Marte, o tal vez depósitos de suministro colocados en el camino de la ISS.

Es probable que su sistema de generación de energía, como los paneles solares, deba actualizarse para satisfacer las necesidades de energía interna a una mayor distancia del Sol.

Ahora un pequeño editorial por el que he sido castigado en el pasado. Este enfoque aprovecharía nuestra capacidad comprobada de ensamblar una estructura principal en órbita utilizando muchos ascensores de módulos más pequeños, en lugar del enfoque de un solo disparo que la NASA está empleando para desarrollar una mayor capacidad de elevación y el enfoque de un solo disparo al espacio de la unidad Orion. Orion debe caber dentro de un sobre necesario para el lanzamiento.

No estoy seguro de qué tiene que ver tu último párrafo con tu pregunta. También es técnicamente incorrecto. SLS/Orion se construyen con múltiples misiones de lanzamiento en mente. Es por eso que los bloques 1B y 2 incluyen vehículos de lanzamiento clasificados para humanos, así como vehículos de lanzamiento de carga. Orion por sí solo, sin un módulo de servicio capaz, no va a ningún lugar al que no hayamos ido antes.
Usar los mismos lanzamientos necesarios para modificar la ISS para construir una nueva nave espacial en órbita también aprovecharía nuestras capacidades de ensamblaje orbital, con resultados mucho mejores. No hay razón para equiparar el uso del ensamblaje orbital con el uso de la ISS. Además, el hecho de que poseamos tales capacidades no significa que sean una buena opción para esta misión en particular.
No puede colocar depósitos de suministros en su camino; esto recuerda las primeras expediciones polares en las que simplemente podían detenerse para recoger las provisiones. Los módulos de suministro tendrían que estar en una trayectoria coincidente, por lo que también podría incluirlos desde el principio.

Respuestas (4)

La ISS no está diseñada para el tipo de empuje elevado para escapar de la órbita terrestre, ni para el tiempo que tardaría.

La ISS no está diseñada para operar lejos de la Tierra, ya que requiere un reabastecimiento constante. Si tenemos problemas para reabastecerlo en la órbita terrestre baja, ¿qué tan difícil será el camino a Marte y luego en la órbita de Marte? Son muchos suministros, que actualmente son proporcionados por 3-4 Progress, 3-4 Dragon, 1-2 Cygnus, tal vez un lanzamiento de HTV o ATV al año. Esa es una cantidad razonablemente grande de carga útil, que sería muy costosa y difícil de enviar a Marte.

Las instalaciones médicas en la ISS dependen de que el regreso a la Tierra esté disponible dentro de un día.

Como señala Mark Adler, el diseño de la ISS está cuidadosamente ajustado para el entorno térmico de la órbita terrestre baja. No funcionaría en Marte. La Tierra es bastante 'cálida' en comparación con el espacio, y Marte no es tan cálido. La afluencia solar en Marte sería menor que en la Tierra debido a la distancia del Sol.

Además, el diseño de la ISS está cuidadosamente ajustado para el entorno térmico de la órbita terrestre baja. No funcionaría en Marte.
Técnicamente hablando... con suficiente combustible, eventualmente podrías llevar la ISS a Marte. No estoy seguro de si la ISS realmente podría contener todo ese combustible, pero una serie de quemaduras de perigeo eventualmente harían el trabajo. Por supuesto, lo más probable es que deje de ser una estación espacial en funcionamiento, pero estrictamente hablando, es posible.
Ninguno de los sistemas críticos sobreviviría a la transferencia a través de los cinturones de Van Allen y más allá. La radiación probablemente cocinaría todo rápido. Y las térmicas también lo matarían.
"... el tipo de gran empuje para escapar de la órbita terrestre..." ¡así que usa empuje! espacio.stackexchange.com/search?q=%5Biss%5D+ion

Sí, puede, pero como se dijo, necesitaría algunos cambios.

  • Mejor aislamiento . Necesitaría mantener la temperatura interna igual recibiendo solo el 43% del calor solar ((149km/228km)²=0,43).

  • Paneles solares más grandes . 232% del tamaño de los de tierra para lograr una potencia equivalente.

  • Un tanque de combustible más grande , con 1 a 4 veces el peso actual de la ISS agregado como combustible (dependiendo de yo S PAGS y cuánto durará el viaje). Una órbita de transferencia Hoffman simple (el mínimo) necesita 2,9 km/s, con combustible de hidrógeno/oxígeno (el mejor combustible tradicional) y la ISS necesitaría agregar el 90,4% de su peso como combustible sin margen de error o pérdidas.
  • aceleración _ Con una pequeña aceleración, podría evitar los problemas estructurales, pero también necesitaría agregar combustible para compensar una combustión no óptima. Creo que una aceleración de 0,01G sería 10 veces menor de lo que la ISS debería poder manejar con paneles solares retraídos. (Entonces, el impulso inicial tomaría alrededor de 3 horas y 6 horas en Marte).
El problema térmico con las naves espaciales ocupadas por humanos es deshacerse del calor, no mantenerlas calientes. No hay aislamiento en la ISS para mantenerla caliente y ciertamente no necesita más. El vacío es el mejor aislante que existe y hay mucho de eso en el espacio.
Estos no son suficientes. El entorno de radiación es completamente diferente, ninguno de los sistemas sobreviviría al viaje.

Sí. Si agregó un propulsor de iones lento, podría elevar lentamente la órbita, también puede usar la luna para ayudarlo a salir de la órbita terrestre baja actual. Eventualmente, la asistencia de gravedad pasó la luna y llegó a Marte, donde deberá entrar en órbita.

Cosas que necesitarás:

  1. Una gran cantidad de combustible (al menos 400 toneladas (Mangela)), almacenamiento y un propulsor de iones para la ISS.
  2. Aumento significativo de la protección contra la radiación para la ISS, ya que fue construida para LEO, que está bien protegida por el campo magnético de la Tierra.
  3. 232% más paneles solares, (Mangela).
  4. Reabastecimiento regular desde la tierra, aunque si comienza a rediseñar puede encontrar formas de reducir esas necesidades. (Órbita estable a largo plazo sin necesidad de impulsos orbitales regulares, producción de alimentos, fabricación simple con impresión 3D para piezas, etc.)

Por lo que sería muy costoso pero no imposible. Honestamente, dejarlo en LEO y permitir que la industria privada lo use tiene más sentido, o solo impulsarlo a la órbita lunar con algunas de las actualizaciones anteriores. El estilo single shot o Orion sería más económico que la gran cantidad de lanzamientos y montajes que tomó la ISS.

FWIW, la velocidad de escape desde la órbita de la ISS es casi la misma que la de la superficie de la Tierra, 24 258 mph (10,844 km/s) para la ISS en comparación con 25 022 (11,186 km/s) en el radio medio de la Tierra.

No es que esté respaldando este concepto de ninguna manera, pero ¿la ISS ya no va a 17,130 mph?
La velocidad de escape es de 11 km/s y la velocidad orbital de 8 km/s (rutamente), una órbita de transferencia Hofmaffman necesita al menos 3 km/s hasta Marte, lo que significa al menos 400 toneladas de combustible para la configuración actual de la ISS.
es la transferencia de Hohmann, por cierto.
buenos comentarios Por alguna razón, ignoré estúpidamente la velocidad inicial de la ISS y edité mi respuesta en consecuencia. Lo eliminaría, pero vale la pena conservar los comentarios.
¿Podría la ISS ser propulsada a Marte?
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