新的研究試圖優化太空旅行的效率

將人類送入太空，並有效地完成任務，會帶來一系列的挑戰。伊利諾伊大學航空工程系助理教授和他的研究生郝陳和行長Jagannatha探索太空旅行方式整合物流的活動,通過觀察月球任務飛船設計和創建一個框架優化燃料和其他資源。這是為了在時間和燃料用量之間找到一個平衡點，需要更多的燃料。如果時間不是問題，緩慢但高效的低推力推進可能是更好的選擇。利用這一經典的權衡，Ho注意到有機會將發射質量和成本最小化，當從一個活動視角-多個發射/航班的問題。

目標是讓太空旅行更有效率，要做到這一點，一種方法是考慮競選設計，即多個任務在一起，而不是像阿波羅一樣，從地面發射每一項任務。在一個多任務的戰役中，以前的任務被用於後續的任務。因此如果之前的任務部署了一些基礎設施，比如一個推進劑倉庫，或者如果工作已經開始從月球上的土壤中開採氧氣，這些都將用於下一次任務的設計。Ho使用以前飛行或計劃的任務的數據來創建一個聯合戰役的模擬模型。該模型可以被修改為包括更重或更輕的航天器、指定的目的地集合、船上人員的精確數量等，以驗證他對效率的預測。

汽車的規模有問題，之前的研究中，為了使問題有效地解決，必須使用簡化的車輛和基礎設施的模型。所以創建模型是很快的，但是模型的有效性並沒有我們期望的那麼好。在當前的一項研究中，Ho和他的同事通過建立一個新的方法來考慮更現實的任務和車輛設計模型，同時在合理的水平上保持任務規劃的計算負載，從而在之前的簡化模型中解決了富達問題。在這項研究中正在從頭開始設計車輛，這樣車輛設計就可以成為競選設計的一部分。例如如果知道我們想在2030年之前將人類送入太空火星，就可以設計車輛並計劃多任務運動，以在給定的時間範圍內實現最大效率和最小發射成本。

Ho的研究還包含了空間中的推進劑倉庫的概念，比如在高速公路上有戰略定位的卡車停靠站。這是一個在科學家中間被拋了一段時間的想法。有一些問題是關於倉庫的效率到底有多高，如果需要相同或更多的推進劑才能交付倉庫，那麼將它發送到前方有什麼意義呢？Ho的研究通過利用高推力和低推力推進系統的結合，為這個問題提供了一個解決方案。

一項準備任務可能會提前進行，以便將燃料、貨物或其他物資儲存到軌道上的小型空間站。這些飛行器可以提前部署，這樣它們就可以在軌道上運行，並且可以在稍後部署的載人飛船上使用。貨物/燃料空間飛行器可以利用低推力技術，因為到達目的地所需的時間並不重要。對於載人飛船，我們會使用高推力火箭，因為時間是把人類送上太空的關鍵。這也意味著，由於燃料已經在這些太空站，實際的載人飛船不必攜帶多少燃料。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：航天器和火箭雜誌｜來自：伊利諾伊大學厄巴納 - 香檳分校