Naukowcy z MIT zrobili coś bardzo ciekawego. Wprowadzili wszelkie dane na temat ilości paliwa niezbędnego na przesunięcie się z jednego miejsca układu słonecznego do drugiego + kupę innych danych (masy różnych modułów itp.) i stworzyli z tego model matematyczny, który ładnie się przełożył na zadanie programowania liniowego. Po jego rozwiązaniu wyszła optymalna strategia wycieczki na Marsa. Oczywiście jest ona znacznie lepsza niż plan NASA, oczywiście zakłada Księżyc po drodze i oczywiście zakłada produkcję paliwa zarówno na Księżycu jak i na Marsie.
Ciekawe jest to że ziemskiego tlenu używa się wyłącznie na start z Ziemi. Przeniesienie się z niskiej orbity Ziemi na GTO wykorzystuje już księżycowy tlen. Za to ziemski wodór używany jest zarówno do startu z Ziemi jak i transferu LEO->GTO. Kosmiczne tankowce transportują paliwo wyprodukowane na księżycu do trzech miejsc – LEO, GTO oraz EML2 (punktu Lagrange’a układu Ziemia-Księżyc). Także załoga zanim poleci na Marsa, odwiedza po drodze te trzy miejsca.
Pomysł NASA z lotem na Marsa wyszedł jako jedno z rozwiązań – dalekich od optymalnego, nawet naciągając różne estymowane parametry (trudność produkcji paliwa na Księżycu, straty w czasie transportu itp.) model NASA nigdy nie wychodził jako optymalny. Jedynie zakładając totalny brak wody na Księżycu wyszło im rozwiązanie podobne do pomysłu NASA.
Wnioski z tego raportu są dość ważne:
- NASA rozwija złe technologie, powinna się skoncentrować na rozwijaniu technologii kosmicznych tankowców oraz produkcji paliwa/utleniacza na Księżycu. Wszelkie napędy jonowe są zbędne, jako że taniej jest wyprodukować paliwo na Księżycu niż wynieść na orbitę Ziemi ciężkie baterie słoneczne.
- wycieczkę na Marsa można bez problemu wykonać wynosząc na orbitę około 270 ton = dwa, trzy loty rakiety SLS.
Poniższa tabelka opisuje przepływy masy w optymalnym modelu:
Oczywiście jest sporo założeń – np. to że księżycowa i marsjańska fabryka paliwa + części zapasowe będą ważyły 76 ton (z czego większość to księżycowa fabryka; na marsjańską przewidziano tylko 3 tony). Astronauci wezmą ze sobą 8 ton jedzenia a ich pojazd będzie ważył 93 tony (10 ton sam pojazd + 52 tony na moduł mieszkalny + 31 ton na osłonę ablacyjną).
Dla lubiących bawić się cyferkami następna tabelka z „kosztem” (w sensie zmiany prędkości) przeniesienia obiektu z dowolnego z punktów branych pod uwagę w raporcie do innego punktu.
Ciekawe czy SpaceX dokonał podobnych obliczeń? Z przecieków wynika że plan firmy na marsjańską misję jest dość podobny do planu NASA i jeszcze bardziej rozrzutny, a jego opłacalność bazuje na założeniu że uda się wybudować wielką rakietę nośną, która zmniejszy wielokrotnie koszt wyniesienia kg ładunku na orbitę. Wtedy fabryka paliwa na księżycu jest nieopłacalnie droga i taniej jest wysyłać paliwo z ziemi. Cóż, dzień w którym dowiemy się o marsjańskich planach Muska zbliża się dużymi krokami, więc trzeba uzbroić się w cierpliwość…
