Configuração colaborativa de confiabilidade-redundância, peças sobressalentes e trajetórias de espaçonaves em missões de habitação lunar

Tongdan Jin ,  

Ahsanul Abedin ,  

摘要

O complexo sistema logístico Terra-Lua e os altos custos exigem o estabelecimento de um paradigma inovador de confiabilidade para apoiar o implante e operação de uma base habitada lunar. Para isso, este artigo propõe um método de otimização colaborativa que fundamenta esse novo paradigma através da integração do projeto de confiabilidade-redundância, estoque de peças sobressalentes e planejamento orbital de espaçonaves. Desenvolvemos um modelo de planejamento em duas fases para guiar a construção de uma base lunar humana de longo prazo: a primeira fase alcança os objetivos de confiabilidade e disponibilidade ao menor custo de massa por meio da configuração de redundância dos subsistemas e definição de estoque base; a segunda fase otimiza o tipo de combustível espacial, a massa do propelente e a órbita de transferência para minimizar a massa total de lançamento que inclui o módulo habitado e as peças sobressalentes da primeira fase. O modelo integra de forma inovadora a demanda aleatória de peças sobressalentes, longos intervalos de suprimento e restrições nas órbitas de transferência, sendo o primeiro estudo a implementar a otimização colaborativa do projeto de redundância, estratégia de peças sobressalentes, estágio de foguete e rotas de voo. O modelo de alocação "redundância-peças-orbita", validado na rede de nós Terra-Lua (com 9 nós e 23 mudanças de velocidade), mostra forte correlação entre massa de lançamento, ciclo de suprimento de estoque, órbita de transferência, incrementos de velocidade e impulso específico. Esta pesquisa integra pela primeira vez a teoria da logística espacial no planejamento de manutenção de confiabilidade, abrindo novos caminhos para o implante de bases tripuladas profundas no espaço econômico e confiável.

关键词

Distribuição confiabilidade-redundância;Peças sobressalentes;Logística espacial;Estágio de foguete;Sistemas de suporte à vida

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