¿Cómo irá el Portal Lunar a L2 y L1; ¿Cuánto delta-v se necesita?

En una charla con la prensa que se puede escuchar en el video de YouTube, el administrador de la NASA, Jim Bridenstine, explica el Lunar Gateway , el director de la NASA, Jim Bridenstine, dice después sobre 02:40:

También es cierto, porque es propulsión solar-eléctrica, no es tan grande como la estación espacial internacional. Pero con la propulsión solar-eléctrica, no solo estará en una órbita alrededor de la luna, sino que en realidad irá a L2 y L1 , y dará más acceso a más partes de la luna que nunca.

Pregunta: ¿Cómo irá Lunar Gateway a L2 y L1, y cuánto delta-v se requiere para hacerlo? He leído en otras respuestas aquí que estará en una órbita de halo casi rectilínea (NRHO) alrededor de uno de esos dos puntos, me pregunto si de alguna manera saltará entre órbitas alrededor de L1 y L2.

La naturaleza de las órbitas de tres cuerpos permite transferencias de baja energía entre diferentes órbitas (cuasi) periódicas, por lo que esto ciertamente podría ser posible con la propulsión solar-eléctrica si se hace con mucho cuidado , pero eso podría llevar mucho tiempo. (Vea, por ejemplo, Pasar de LEO a la Luna usando solo propulsión de iones de bajo empuje, ¿se puede hacer? ) Me pregunto si este tipo de transferencia se ha resuelto en este caso, y entre L1 y L2 NRHO en particular.

Fondo:

La transferencia desde un NRHO L1 y L2 puede ser muy económica. La transferencia de un NRHO a una órbita lunar es cualquier cosa menos barata.
@DavidHammen de hecho. Además, he añadido una recompensa a la transferencia de baja energía dentro del sistema Tierra-Luna . Eventualmente, uno de estos podría ser un engaño para el otro, dependiendo de los detalles.
@DavidHammen en consecuencia, agregué "... ¿cuánto delta-v se necesita?" a la pregunta.

Respuestas (2)

Ya sea que Jim Bridenstine lo haya dicho o no, la puerta de enlace no irá literalmente a L1 y L2.

El plan actual es utilizar un NRHO L2 del Sur ( Near Rectilinear Halo Orbit) que en realidad no se acerca al punto L2. Si fuera una órbita Halo normal, parecería orbitar L2 y estar más cerca de L2 que de la Luna. Una órbita rectilínea cercana (léase: casi ) está tan desplazada de L2 que es casi una línea recta hacia arriba y hacia abajo.

Recientemente hablé con un especialista en dinámica orbital que está trabajando en el proyecto Gateway. Me ayudaron en mi investigación para mi propio video sobre este tema Cómo aterrizar en la luna (pronto en el canal de youtube de smallstars). La persona con la que hablé hizo esta ilustración de dónde estará realmente la órbita de Gateway:

¡Excelente! Gracias por su clara respuesta a esta pregunta, ha estado aquí por más de dos años; es genial cuando la primera respuesta de un nuevo usuario brinda una idea de una pregunta que ha estado dando vueltas durante un tiempo y soluciona el problema.

Hay muchas maneras de llegar al NRHO de destino de Gateway. La transferencia que realiza una nave espacial determinada probablemente dependerá de la rapidez con la que el vehículo deba llegar. Si se trata de un vehículo de carga, puede permitirse el lujo de tardar mucho tiempo por menos combustible. Si se trata de un vehículo de tripulación, probablemente tengan que ir más directo.

Realmente no puedo hablar de las transferencias directas, pero puedo remitirlo a algunos trabajos sobre transferencias de baja energía a los NRHO. Un estudio que se ha publicado aprovecha las transferencias lunares balísticas (BLT). En esencia, el vehículo de lanzamiento te envía en una trayectoria cuyo apogeo es MUY alto. Como, 1,5 millones de km. A esa distancia, puedes aprovechar los efectos de la gravedad solar para elevar tu perigeo y/o cambiar tu inclinación "gratis". Con un BLT, usas este efecto para elevar tu perigeo a la órbita de la Luna.

El resultado final es que, dado que el vehículo de lanzamiento lo ha puesto en una trayectoria con suficiente C3, la nave espacial puede completar la transferencia e inserción en el NRHO a menos de 100 m/s.

Divulgación completa: trabajo para la empresa que cito a continuación.

Aquí hay un video que muestra esto en acción (en particular, la parte entre 0:30 y 1:00):

La misma empresa que trabaja en la misión CAPSTONE ha publicado documentos de conferencias e informes técnicos sobre BLT para NRHO: https://advancedspace.com/blt/ . Esa página brinda una descripción general rápida y muestra otro video genial de un encuentro simultáneo de tres vehículos en el NRHO, cada uno lanzado en diferentes momentos. Hay un enlace al documento de la conferencia (sin muro de pago) en la parte inferior de la página.