¿Por qué no lanzamos naves espaciales desde la Luna?

La Luna tiene menos gravedad que la Tierra y su propia velocidad orbital alrededor de la Tierra elimina parte de la velocidad requerida para salir del espacio Tierra-Luna, ¿verdad? Podríamos enviar sondas o naves mucho más rápido que si lo hiciéramos desde la Tierra.

¿Por qué no enviamos material a la Luna, tal vez junto con una tripulación humana (solo por unos días), para usar la Luna como sitio de lanzamiento de naves espaciales interplanetarias?

La Luna es genial en muchos sentidos, pero no tiene mucha industria de fabricación de naves espaciales instalada a partir de hoy. Entonces, lanzar cosas a la Luna para lanzarlas desde la Luna no ayuda.
La luna gira muy lentamente, porque una cara siempre está hacia la Tierra, gira sobre su eje una vez cada 27 días. Hay muchas ideas para colocar depósitos de combustible en el espacio y extraer agua de los polos de la Luna para producir hidrógeno y oxígeno para combustible de cohetes. Pruebe en.wikipedia.org/wiki/Propellant_depot y space.stackexchange.com/q/4668/4660 .
¿Qué beneficio crees que obtendrías al lanzar algo desde la Tierra, aterrizarlo en la Luna y luego lanzarlo de nuevo? Ya se movía cuando fue lanzado desde tierra: ¿cómo ayuda a detenerlo de nuevo?
@DavidRicherby tal vez podría ayudar para misiones tripuladas: puede lanzar combustible / suministros con un cohete rápido (más G de los que un humano puede sobrevivir) de manera eficiente, y luego usar un cohete derrochador más pequeño para llevar a los humanos al espacio, reabastecerlos o cambiar de nave , e ir desde allí: la eficacia de esto depende de qué tan grande debe ser la parte humana frente a la parte no humana de la nave final
Si lanzarse desde la Luna fuera una buena idea, lanzarlo desde el espacio sería mejor. Hay incluso menos pozos de gravedad para escapar, y de todos modos tendríamos que lanzar todos los materiales.
¿Porque no tenemos ninguna nave espacial utilizable en la luna?
@DavidRicherby lanzas cosas a la luna solo la primera vez (el almuerzo y las líneas de montaje), luego lanzas nuevos cohetes directamente desde la luna. ¡Simple!
@ user2813274 ¿Por qué necesitas la luna para eso? Podrías hacer todo ese montaje en órbita.
@ user2813274 En todo caso, probablemente desee que las naves espaciales no tripuladas vayan más despacio , no más rápido. (O elija una órbita de transferencia más económica desde el punto de vista del combustible de la Tierra a la Luna). En el espacio, la aceleración es costosa, el crucero es esencialmente gratuito. Si todo lo que está haciendo es enviar un montón de suministros con anticipación, lo más probable es que no importe mucho si tardan cuatro días, cuatro semanas o incluso cuatro meses en llegar a la luna.
¿Porque ya tienes que estar en la luna antes de poder despegar desde allí?
Una mejor pregunta sería: ¿por qué no lanzamos naves espaciales desde la ISS, donde tenemos personas y algunos equipos e instalaciones para realizar la integración final y las pruebas en ellas? Y la respuesta es... ISS en realidad está lanzando Cubesats, pero nada más grande en este momento. Y eso se debe solo en parte a la órbita desfavorable.
Como puedes ver estás siendo martillado.... Lo que yo haría con tu pregunta es cambiar su propia naturaleza. Supongamos que hay una infraestructura lunar capaz de fabricar activos espaciales, suministros de combustible, etc. Supongamos una colonia real en vivo para que las personas se queden, entrenen, etc. Entonces su pregunta se convierte en la penalización de 1/6 de G frente a Sin penalización, ¿tiene sentido el lanzamiento sería objetos interplanetarios a Puntos de Lagrange O mover todos los objetos de la Colonia Lunar a una Plataforma Lunar (piense en el Ascensor Espacial) para el lanzamiento posterior.
Olvídate de la luna. ¿Por qué no lanzamos sondas de Plutón desde Plutón? De esa manera, ya están allí.

Respuestas (4)

Primero algunos términos:

Órbita terrestre baja (LEO) Todas las naves espaciales primero deben alcanzar la órbita terrestre baja. Esto es cierto ya sea que esté enviando cosas a la Luna o Marte.

Trans Mars Insertion (TMI) La quemadura necesitaba enviar algo en su camino a Marte.

Delta-v Se necesita un cambio en la velocidad. Suele medirse en kilómetros/segundo. Una métrica importante para las misiones espaciales.

Earth Moon Lagrange 1 (EML1) Una región entre la Tierra y la Luna donde la gravedad de la Luna y la fuerza centrífuga equilibran la gravedad de la Tierra.

Earth Moon Lagrange 2 (EML2) Una región más allá del lado oculto de la Luna donde la fuerza centrífuga equilibra la gravedad de la Tierra y la Luna.

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Delta-v para llegar desde LEO a la superficie de la Luna es de unos 6 km/s. Salir del pozo de gravedad de la Luna es de unos 2,5 km/s.

Desde LEO, TMI es de unos 3,6 km/s. Desde LEO se necesita menos delta-v para enviar algo de camino a Marte que para enviar una carga útil a EML1.

Entonces, si todo el propulsor y los materiales provienen de la Tierra, no ganamos nada al lanzarlos desde la superficie de la Luna. Es mejor lanzar desde LEO.

Sin embargo, puede haber depósitos de hielo de agua en los polos lunares . Si es así, podría facilitar el vuelo interplanetario, si exportáramos propulsor lunar y consumibles de soporte vital a EML1 o EML2. Un vehículo con destino a Marte podría detenerse en EML1 o EML2 y abastecerse de propulsor, agua y aire antes de partir de Marte.

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Como indica el mapa delta-v, las regiones de Lagrange están cerca de otros destinos de interés además de Marte.

Sin embargo, sigue siendo una pregunta abierta si hay ricos depósitos volátiles en las trampas frías lunares.

Gracias por publicar esto. Hice este análisis antes y llegué a la conclusión de que la opción de menor consumo de combustible para los viajes interplanetarios es repostar con propulsor de fabricación lunar en el punto de Lagrange. Se necesita un camión cisterna: no tiene sentido llevar tu carga útil a la luna y relanzarla desde allí. La economía es otro tema. También pierdes la posibilidad de una honda lunar. La velocidad orbital de la Luna es de aproximadamente 1 km/s y la velocidad de escape es de 2,38 km/s. El factor limitante es que el dV máximo es la mitad de la velocidad de escape si no me equivoco, por lo que hay aproximadamente 1,17 km / s disponibles allí: no sé mucho
@steveverrill Utilizando la ruta de Farquhar, se necesitan alrededor de 0,3 o 0,4 km/s para caer desde EML2 a un perigeo justo por encima de la atmósfera terrestre. En el perigeo, la nave estaría viajando casi escapando, a unos 10,8 km/s. A partir de ahí, una quemadura de 0,5 km/s logra TMI. Describí la ruta Farquhar en hopsblog-hop.blogspot.com/2015/05/eml2.html
No tienes que alcanzar LEO para ir a la Luna o Marte. De hecho, es más caro en términos de propulsor detenerse en LEO.
@ Erik: forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=19805.0 "... La técnica Townsend comienza asumiendo que todos los lanzamientos espaciales consisten en un ascenso directo a una órbita de estacionamiento circular baja, seguida de una serie de maniobras en órbita a la órbita de destino final. De hecho, muchos vehículos de lanzamiento vuelan solo en una trayectoria de ascenso directo, incluso a una órbita alta o no circular. Sin embargo, una observación de estas trayectorias casi invariablemente encuentra el vehículo de lanzamiento, a una altitud de unos pocos cientos de kilómetros. , acelerando casi horizontalmente a través de la velocidad de la órbita circular local. ..."
"...Uno puede simplificar el problema tratando esto como una "órbita de estacionamiento" instantánea, alcanzada por ascenso directo, y con todos los vuelos propulsados ​​subsiguientes tratados como una "maniobra en órbita".
@HopDavid (viendo esto casi dos años después...) -- eso es interesante, pero todavía puedo ver la posibilidad de condiciones que hacen que esta suposición simplificadora, aunque buena, sea un desperdicio. Estoy pensando en vehículos de lanzamiento con TWR grande que no serían horizontales al pasar la velocidad de la órbita circular. Sin embargo, +1 por comentario interesante.

No funciona tan bien como crees. Aquí hay algunos problemas:

  1. Si se lanzan recursos a la Luna, entonces se está quitando el posible uso de combustible. La única ventaja que se obtiene al lanzar desde la Luna es utilizar los recursos de la Luna; de lo contrario, es más barato lanzar el cohete desde la Tierra.
  2. La mayoría de los lanzamientos deben llegar a la órbita GEO o LEO para los satélites. Estos son tan difíciles de lanzar desde la Luna como desde la Tierra, suponiendo que no haya frenado atmosférico.
  3. No hay estaciones de fabricación de satélites en la Luna. Pocas piezas utilizadas en los satélites podrían fabricarse allí con facilidad. Creo que el más útil sería el combustible utilizado en los satélites, pero la mayoría de los demás requerirían un trabajo extenso.
  4. Para misiones interplanetarias, es bastante difícil lanzarlo directamente desde la luna. Lo que en realidad es mejor es hacer un sistema de 2 etapas, utilizando un sobrevuelo de la Tierra. Una vez más, algo de ganancia estaría presente en el delta v, pero no tanto como pensaría.

La conclusión es que creo que esto se podría hacer con una base en la Luna, pero no creo que sea particularmente útil en este momento.

Tal vez si se pudiera disparar un láser desde la Tierra para calentar algo en la Luna para transferir energía... ¡escribe un libro!
@RobertGrant ¿Quiere decir algo como si cada persona en la Tierra apuntara un puntero láser a la Luna al mismo tiempo, cambiaría de color? (¡finalmente! ¿Un uso legítimo para un enlace XKCD What-If)?
Al final del artículo de "si cada persona en la Tierra apuntara un puntero láser a la Luna al mismo tiempo, ¿cambiaría de color?" en What If, alejamos la luna.
No creo que 2. sea correcto. Al menos no en términos de delta V

Desde una perspectiva delta-v, todo, desde LLO hasta LEO, está más cerca de la superficie lunar que de la superficie de la Luna. Entonces, se podría argumentar que enviar propulsor fabricado en la superficie lunar debería costar menos que lanzarlo desde la Tierra. Pero la desventaja de lanzar desde la Tierra puede superarse parcialmente organizando y utilizando lanzadores parcial o totalmente reutilizables. Luego, desde LEO en adelante, es muy difícil vencer a la propulsión iónica. Compare eso con el costo de establecer y mantener la producción de propulsor de recolección de hielo en la Luna y uno ve que el caso del propulsor derivado de la luna es más difícil. Sin embargo, el propulsor derivado de la luna para acceder a la superficie lunar sigue siendo una apuesta segura. Y dado que los recursos lunares contienen los elementos necesarios para el asentamiento, creo que el caso sigue siendo favorable para la recolección de hielo lunar.

Tu primera oración parece contradictoria; ¿Quizás quisiste decir "que desde la superficie de la Tierra"?

La respuesta es simple: la robótica aún no está lo suficientemente avanzada para construir las instalaciones requeridas.

La luna tiene más a su favor que Marte como instalación base.

Está cerca, tiene grandes cavernas protegidas de la radiación y pequeños meteoros, tiene hierro, helio-3, posiblemente agua, platino y tierras raras.

Entonces, para construir instalaciones en la luna que realmente puedan usarse para la fabricación, necesitaríamos un nivel adecuado de tecnología.

Necesitaríamos robots telemétricos y autónomos para construir naves espaciales, instalaciones de lanzamiento y combustible.

Esto es técnicamente factible hoy, pero no cómodamente: estamos muy cerca.

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