Lunar Orbital Platform – Gateway / HALO (ehemals DSG/LOP-G)

Hallo startaq

Was ist denn daran so "lächerlich"? Ich sehe darin eher das Gegenteil: eine sinnvolle Fähigkeit für das LOP-G.

Man kann eine Station so bauen, dass die Module direkt aneinander docken. Das führt aber zu viel technischem Aufwand im Design aller Module, da sie eben "docken können müssen". Mit einem Arm vor Ort kann man "berthing" machen, d.h. die ankommenden Module brauchen keine speziellen Navigationsfähigkeiten und Anflugverfahren "für die letzten Meter", sondern werden "gegriffen" und angelegt. Das macht das Design der Module einfacher, ggf. auch die Betriebsverfahren. Auf jeden Fall hat man damit Erfahrung.

Und anstatt sich pauschal Begriff KI "hochzuziehen", steckt das Wichtige in der genannten Autonomie. Nicht ein menschlicher Bediener muss die Bewegung genau planen, überwachen und steuern, sondern er gibt praktisch nur noch die Anweisung: bewege A nach X. Das "Wie" übernimmt der autonome Computer und entlastet die Mannschaft ... so kann man das wahrscheinlich auch sehr gut, bei der Entfernung und mit der Signallaufzeit, aus der Ferne machen, also das Berthing und diese Arbeiten von der Erde aus kommandieren, ohne die Station bemannen zu müssen oder bemannte Aufbaumissionen hinschicken zu müssen.

2024 halte ich aber für zu sportlich ... so ein System würde man wahrscheinlich erst umfangreich auf der Erde und ggf. im Erdorbit qualifzieren, bevor ich das Design des LOP-G darauf auslege/festzurre.

Mit "lächerlich" meine ich hauptsächlich die Realisierung im gesteckten Zeitrahmen.

Und natürlich ist eine autonome Verwendung des Arms ala "docke an dieses Modul an", "verbinde dieses Modul mit diesem" sehr sinnvoll, das hat aber nichts mit KI zu tun. Der Arm muss dazu nicht "intelligent" sein und nichts von selber lernen, er braucht einfach nur eine gute Programmierung.

Kanada müßte sich aber recht bald entschließen, wenn die Station 2024 aufgebaut werden soll, weil der Arm vor allem beim Aufbau zum Einsatz kommen sollte.

Dazu eine google-translator-Übersetzung eines Absatzes des angegebenen Artikels:
"MDA* hat im Auftrag der Canadian Space Agency erste Studien durchgeführt, um herauszufinden, wie ein autonomes Robotersystem funktionieren könnte, und Gespräche mit Unternehmen begonnen, die sich auf künstliche Intelligenz spezialisiert haben. (*= MDA, MAXAR TECHNOLOGIES = Produzent von Canadarm I+II)"
und eine weiterere google-translator-Übersetzung:
"Ein Sprecher für [...], das Bundesministerium, das Kanadas Weltraumprogramm überwacht, sagte, dass die Regierung immer noch Möglichkeiten prüft, an kommenden internationalen Missionen teilzunehmen, einschließlich des Lunar Gateway."
Im Artikel wird weiterhin spekuliert, dass der Zeitpunkt für eine Entscheidung frühes nächstes Jahr sein könnte.

Das klingt für mich nach einem herausfordernden Ziel, sollte der CanadarmIII schon zum Aufbau des LOP-G genutzt werden. Aber: why not?
Gibt es Bereiche des Mondorbits auf der Rückseite, die ein dortiges Docken/Berth(en) energetisch bevorzugen? vllt. bzgl. Mondproben o.ä.?) 

Wenn die Station am L2 ist, ist sie praktisch von allen Orten auf der Oberfläche energetisch gleich gut zu erreichen, und jederzeit, und umgekehrt jeder Ort gleich gut von ihr aus.

Bzw gleich schlecht...

Wenn man zum mond will soll man zum Mond fliegen.

Wenn man zum Mars will soll man zum Mars fliegen..

Aber eine Station im Nichts hilft die nächsten 30 Jahre niemanden

Du machst es dir da etwas zu einfach, finde ich. Ein "logistischer Ankerpunkt", der "energetisch transparent" gegenüber der Oberfläche ist, schafft Flexibilität und Robustheit. Man ist aus beiden Richtungen nicht mehr an feste/enge Startfenster und Missionsdauern gebunden, sondern bekommt durch den Zwischenstopp immer einen Puffer in die Mission. Außerdem kann man, wenn man dort ist, ggf. mehrere Missionen zur Oberfläche fliegen, ohne jedesmal von der Erde neu anfliegen zu müssen.

Als explorative Infrastruktur, wenn man den Mond global erkunden will, ist das LOP-G "richtig gesetzt", wie eine Basis nach dem Ozean und vor der Wildnis ...

Dass Canada einen Roboterarme beisteuern soll/will ist doch schon länger bekannt.
Das neue ist nur, dass dieser mehr Autonomie dank KI bekommen soll.
Wie sinnvoll das sein kann angesichts gewisser Signallaufzeiten und der zeitweisen Abwesenheit von Astronauten auf der Station wurde schon beschrieben.
Wenn man das ganze noch als Testumgebung für größere Entfernungen (z.B. Marsumlaufbahn) sieht, dann ist das doch absolut konsequent.
Klar klingt das angesichts der üblichen Verzögerungen im Raumfahrtbereich ambitioniert, aber wenn man sich kein Ziel setzt wird auch nichts passieren.

Bezüglich Sinnhaftigkeit/Sinnlosigkeit eine Station im Mondorbit:
Um eine Flagge in den Regolth zu rammen braucht man tatsächlich keine Mondstation.
Allerdings ist das erklärte Ziel aller die am Mond interessiert sind, dorthin zu gehen um zu bleiben.
Wobei das "bleiben" jetzt nicht auf einen bestimmten Krater oder Felsen sondern auf den ganzen Mond bezogen ist.
Um alle interessanten Regionen auf dem Mond erreichen zu können, ist eine Basis im Mondorbit ideal.
Insbesondere wenn man den oder die Lander möglichst oft wiederverwenden möchte.
Lockheed Martin hat z.B. beim IAC in Bremen seinen Lander als vollständig wiederverwendbar vorgestellt.
Kritische Stimmen haben sich beklagt warum man einen 80 t Lander brauchen würde.
Der Punkt ist, das meiste davon ist sowieso Treibstoff und je mehr Masse man landen kann, um so mehr Material oder Astronauten kann man runterbringen.
Der Knackpunkt ist, dass man den (u.U. leeren) Lander nur einmal bis zur Station bringen muss, deshalb kann er auch so groß/schwer sein.
Dort wird er aufgetankt, gewartet und für die nächste Mission vorbereitet.
Laut den Angaben von LM reduziert sich die Nutzlast des Landers durch seine Wiederverwendung nur um 1 - 6% gegenüber einem Einweglander!
Zur Station muss man dann nur noch günstige Transporter und Tanker schicken.
Ohne Station wäre das nicht möglich (tanken mit Treibstoffdepots evtl. schon, aber man will ja auch Material und Menschen in beide Richtungen austauschen).

Viele Grüße
Rücksturz

Ein wenig umstritten ist allerdings ob LOP-G wirklich gut platziert ist um von dort aus auf dem Mond zu landen. Von einem niedrigen Mondorbit aus würde man deutlich weniger Treibstoff brauchen um zwischen LOP-G und Mondoberfläche zu pendeln oder man könnte mit gleich viel Treibstoff mehr Nutzlast bewegen.

Ein LMO (Low-Moon-Orbit) führt dazu, dass man entweder nicht alle Breitengrade erreicht (wenn er nicht polar ist) und immer dazu, dass man nur begrenzte Zeitfenster auf der Oberfläche hat, anstatt immer/beliebig landen und starten zu können.

Konkret heißt das: wenn ich aus einem polaren Orbit absteige und "in-plane" lande, dann muss ich entweder nach ein paar Stunde/ 1/2 Tagen wieder starten, um wieder denselben Orbit des LOP-G ansteuern zu können, denn mein Lander kann kaum die orbitebene ändern. Oder das LOP-G müsste manövrieren und seine Orbitebene so verschieben, dass sie jeden Tag über der Landestelle ist und ich so x Tage unten bleiben kann.
Der erste Fall schränkt die Missionszeit ein. Der zweite Fall kostet Treibstoff, da ich ständig LOP-G bewegen müsste. Bei den längeren Apollomissionen hat das CM seinen Orbit veschoben, damit das LM zurückstarten konnte.
Am L2 ist das alles Makulatur. Den erreiche ich praktisch jederzeit, ohne beschränktes Startfenster und ohne beschränkte Orte. Der Anflug dauert im schlimmsten Fall einen Orbit länger, da ich ggf. erst in einen LMO starte und von dort im nächsten Umlauf zum L2 beschleunige.

Um das noch etwas auszuführen ...

Da der Mond sehr langsam rotiert, sind praktisch alle Breitengrade energetisch gleichgut, um einen LMO anzusteuern und die angesteuerte Inklination macht energetische fast keinen Unterschied.
Für den L2 schaffe ich es immer, zu jeder Zeit und von jedem Ort auf der Oberfläche, direkt einen LMO anzuliegen, in dessen Ebene auch der L2 liegt:

• Wenn ich vom Äquator aufsteige, gehe ich einen 0°-äquatorialen Orbit.
• Wenn ich von einem Pol aufsteige, gehe ich in einen 90°-polaren Orbit.
• Wenn ich von einem anderen Breitengrad aufsteige, gehe ich in einen Orbit mit einer Inklination zwischen minimal meinem Breitengrad und mamximal 90°, je nach aktueller "L2-Phase"  wie ich L2 von meinem Startort aus "sehe".

Jeden dieser Orbits kann ich dann direkt so ausdehnen, dass er um den L2 geht, ohne Inklinationsmanöver, da L2 immer schon in der Ebene meines Orbits liegt.

Vielen Dank für die Infos!

Mich hat es jetzt zwar etwas aus dem Konzept gebracht, aber ich vergleiche nochmal L2, low moon orbit und die moonitoriale Erreichbarkeit beim Abstieg.

Wenn ich Zeit habe, kann ich ggf. eine kleine Grafik machen, die die Geometrie etwas verdeutlicht.

Mich würden eher die Masserechnungen und die dV's interessieren. Dass der L2 gut von jedem Punkt auf dem Mond erreicht werden kann sollte jedem klar geworden sein. (wobei ja wohl immer noch ein elliptical near-rectilinear halo orbit und kein L2 Orbit geplant ist..)

Mir juckt es auch schon in den Fingern die Masserechnung selbst zu überschlagen, aber dafür fehlt mir leider gerade die Zeit.

Um das noch etwas auszuführen ...

Da der Mond sehr langsam rotiert, sind praktisch alle Breitengrade energetisch gleichgut, um einen LMO anzusteuern und die angesteuerte Inklination macht energetische fast keinen Unterschied.
Für den L2 schaffe ich es immer, zu jeder Zeit und von jedem Ort auf der Oberfläche, direkt einen LMO anzuliegen, in dessen Ebene auch der L2 liegt:

• Wenn ich vom Äquator aufsteige, gehe ich einen 0°-äquatorialen Orbit.
• Wenn ich von einem Pol aufsteige, gehe ich in einen 90°-polaren Orbit.
• Wenn ich von einem anderen Breitengrad aufsteige, gehe ich in einen Orbit mit einer Inklination zwischen minimal meinem Breitengrad und mamximal 90°, je nach aktueller "L2-Phase"  wie ich L2 von meinem Startort aus "sehe".

Jeden dieser Orbits kann ich dann direkt so ausdehnen, dass er um den L2 geht, ohne Inklinationsmanöver, da L2 immer schon in der Ebene meines Orbits liegt.

Der L2 mit Lop-G hätte sogar einen weiteren, vermutlich erst später sinnvollen Aspekt. Ich könnte eine robuste Modfähre bauen, die an der Station stationiert ist und Raumfahrer an jeden Punkt bringt. Nach Ende der Mission kehrt die Fähre zur Station zurück und wird neu versorgt und aufgetankt um eine neue Mission zur Oberfläche zu starten.

Und trotzdem muss man für jede Tour des (ziemlich großen LM) Landers 40t Treibstoff bis hinter den Mond bringen um dann eine Tonne Nutzlast landen zu können.
Damit baut man so schnell keine Basis auf...

Und trotzdem muss man für jede Tour des (ziemlich großen LM) Landers 40t Treibstoff bis hinter den Mond bringen um dann eine Tonne Nutzlast landen zu können.
Damit baut man so schnell keine Basis auf...

Hallo,

könnte man nicht ein "ich werf das Zeug nur runter" Modell für die Bauteile einer Station auf dem Mond entwickeln, das nur Treibstoff für die Landung dabei hat.

Guten Morgen,

um den Punkt mit der direkten Erreichbarkeit des L2 (oder eines anderen "stationären Punkts", nicht im direkt gebunden Orbit um den Mond) noch darzustellen, diese Skizze:


In der Skizze liegt der L2 genau vor oder hinter dem Mond, vor oder hinter der Bildebene, also auf einer Linie mit dem Schwerpunkt des Mondes.

Wenn ich von LAT=0° starte, gehe ich in einen äquatorialen Orbit mit Inklination i=0°, in dessen Ebene der Schwerpunkt und L2 liegen.

Wenn ich von LAT=90° starte, gehe ich in einen polaren Orbit mit Inklination i=90°, in dessen Ebene der Schwerpunkt und L2 liegen.

Wenn ich von 0°<LAT<90° starte, gehe ich ja nach aktueller "L2-Phase" in passend einen inklinierten Orbit, in dessen Ebene auch immer der Schwerpunkt und der L2 liegen. Die drei Punkte zeigen die drei relevanten Fälle. Vom linken Punkt gehe ich auf einen Orbit mit Inklination i = LAT. Vom rechten Punkt gehe ich in einen polaren Orbit mit Inklination i = 90°. Von jedem Punkte dazwischen gehe ich auf einen Orbit mit LAT<i<90°.

Hatten wir nicht schon mal eine L2-Stations-Diskussion ? (in grauer Forumsvorzeit...)

Eine Frage: Welchen energetischen Unterschied gibt es zum Erreichen von LMO oder L2 von der Mondoberfläche aus?

Man sollte zwei Aspekte nicht übersehen.
Ein Low Moon Orbit ist relativ instabil, Stichwort Mascons, also Massenkonzentrationen, die den Orbit stören.
Neben dem ständigen Anpassen der Bahnebene, um einen unmittelbaren Rückstart eines Landers zu ermöglichen, braucht man auch Treibstoff um die Bahn immer wieder zu stabilisieren.

Der zweite Aspekt, und ich denke das ist der wichtigere, das LOP-G wird mit einem leistungsfähigen SEP (Solarelektrischem Antrieb) ausgestattet.
Es ist also mehr ein Raumschiff, denn eine Raumstation.
Auch wenn sie am Anfang in einem "highly elliptical near-rectilinear halo orbit (NRHO)" (Quelle engl. Wikipedia) gestartet wird, ist sie dort nicht "festgenagelt".
Im Gegenteil, es ist gerade Teil des Konzepts, dass sie abhängig von der geplanten Mission ihre Umlaufbahn und Position anpasst.
Da zwischen den einzelnen bemenschten Missionen längere unbemenschte Phasen liegen, ist auch Zeit für Postions-/Orbitänderungen.
Diese Phasen bieten auch die Gelegenheit genügend Treibstoff und Versorgungsgüter auf günstigen Raketen anzuliefern, bevor die nächste Manschaft eintrifft, um z.B. mit einem wiederverwendbaren Lander die nächste Oberflächenmission zu beginnen.

Wobei am Anfang sicherlich noch keine Landemissionen stattfinden, das sehe ich frühestens Ende der 2020er.

Viele Grüße
Rücksturz

Die Frage ob Lagrangepunkt oder LLO ist im Bezug auf Mondlandungen wohl maßgeblich davon abhängig ob man auf dem Mond möglichst flexibel an verschiedenen Orten landen will oder ob man eher an einem bestimmten Ort eine Basis bauen will...

Hallo Dominic,

jede Station im LLO hat das Problem, dass ihr Orbit nur für kurze Zeit über "der Basis" am Boden ist. Den großen Rest der Zeit liegt der Orbit zu weit daneben. D.h. zwischen Station und Basis ist nur zweimal im Monat ein Transfer möglich, wenn ich nicht "unheimlich viel" Treibstoff für eine Ebenenänderung der Station oder des Landers aufbringen möchte.
Für geplante Transfers reichen diese Transferfenster. Für eine Notmission, v.a. eine Evakuierung, reicht das hingegen nicht mehr. Im Großteil des Monats ist die Station im Orbit nicht erreichbar ... außer ich habe einen sehr leistungsfähigen Lander, mit viel Treibstoff.

Das kommt darauf an wo sich die Basis befindet. In der nähe des Mondäquators oder auch in der Nähe der Pole ist das ja kein so großes Problem.

Womit man sich den Lösungsraum ja schon mal erheblich einschränkt ...

Ein weiterer Aspekt:
Ist mein Ziel "global access"? Den Mond erkunden und erschließen? Dann hilft mir eine Basis am Boden nicht. Denn die bindet mich an die Quadratkilometer ihrer Umgebung. Ich kann keine unbeschränkten, fernen Erkundungstouren machen. Eine richtig platzierte Station über dem Mond ermöglich mir aber gerade das: Ich kann Expeditionen überall hinschicken, wo es mich interessiert. Eine feste Basis am Boden kann hier noch als Ressourcenquelle dienen, nicht aber als Erkundungsstützpunkt. Das wäre LOP-G.

Im Sinne einer globalen Explorationsstrategie ist das LOP-G die passende, "enabling" Primärinfrastruktur. Alternativ wären es dann singuläre, direkte, in sich geschlossene Missionen von der Erde zur Mondoberfläche, à la Apollo.

Gateway Cargo Delivery Services:

NASA Animation

https://www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=ecd6a1e57e71e38bbcd2b7b4ade5436f&tab=core&_cview=0

It is expected that the initial requirement will be for three missions, with a single mission expected to deliver up to 5 metric tons of pressurized cargo and 2.6 metric tons of unpressurized cargo. ...


In addition, the module will depart the Gateway and perform self-disposal without assistance after a period of no more than three years of cislunar space operations. It is anticipated that the first two logistics missions will launch the Logistics Module using commercial launch vehicles, but after Gateway assembly, the Space Launch System (SLS) may be available for co-manifested logistics delivery.

DA bin ich aber gespannt, welche private da bis 2024  ein neues Raumschiff baut und starten kann welches die Anforderungen erfüllt.