Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluation of Potential Propulsion Systems for a Commercial Micro Moon Lander
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In the advent of Space 4.0 era with the commercialization and increased accessibility of space, a requirement analysis, trade-off options, development status and critical areas of a propulsion system for a Commercial Micro Moon Lander is carried out. An investigation of a suitable system for the current mission is examined in the frame of the ASTRI project of OHB System AG and Blue Horizon. Main trajectory strategies are being investigated and simulations are performed to extract the ∆V requirements. Top-level requirements are extracted which give the first input for the propulsion design. An evaluation of the propulsion requirements is implemented which outlines the factors that are more important and drive the propulsion design. The evaluation implements a dual comparison of the requirements where weighting factors are extracted, resulting the main drivers of the propulsion system design. A trade-off analysis is performed for various types of propulsion systems and a preliminary selection of a propulsion system suitable for the mission is described. A first-iteration architecture of the propulsion, ADCS and GNC subsystems are also presented as well as a component list. A first approach of the landing phase is described and an estimation of the required thrust is calculated. A unified Bipropellant propulsion system is proposed which fills out most of the mission requirements. However, the analysis shows that the total mass of the lander, including all the margins, exceeds a bit the mass limitations but no the volume limitations. The results shows that a decrease in payload capacity or the implementation of a different trajectory strategy can lower the mass below the limit. In addition, further iterations in the lander concept which will give a more detailed design, resulting to no extra margins, can drive the mass below the limit. Finally, a discussion on the results is done, addressing the limitations and the important factors that need to be considered for the mission. The viability of the mission due to its commercial aspect is being questioned and further investigation is suggested to be carried out on the ”micro” lander concept.

Abstract [sv]

I tillkomsten av Space 4.0 era med kommersialisering och ökad tillgänglighet av rymden, en kravanalys, avvägningsalternativ, utvecklingsstatus och kritiska områden av ett framdrivningssystem för en kommersiell mikro månlandare bärs ut. En undersökning av ett lämpligt system för det aktuella uppdraget genomförs inom ramen för ASTRI-projektet för OHB System AG och Blue Horizon. Olika strategier för banor undersöks och simuleringar utförs för att extrahera ΔV-kraven. Topp-nivå krav definieras och ger den första inputen för designen av framdrivningssystemet. En utvärdering av framdrivningskraven implementeras och belyser de viktigaste faktorer som driver design av framdrivningssystemet. En avvägningsanalys utförs för olika typer av framdrivningssystem och ett preliminärt urval av ett framdrivningssystem som är lämpligt för uppdraget beskrivs. En arkitektur för framdrivningen, ADCS och GNC-delsystem presenteras såväl som en komponentlista. Ett första tillvägagångssätt av landningsfasen beskrivs och en uppskattning av den nödvändiga dragkraften beräknas. Ett enhetligt Bi-propellant framdrivningssystem föreslås som uppfyller ut de flesta uppdragskraven. Analysen visar dock att summan av månlandarens massa, inklusive alla marginaler, överstiger massbegränsningarna men inte de volymbegränsningarna uppsatta i projektet. Resultaten visar att en minskning av nyttolastkapaciteten eller genomförandet av en annan banstrategi kan minska den totala massan då den inom gränsvärdena. Dessutom, ytterligare iterationer i månlandarens koncept som kommer att ge en mer detaljerad design, vilket resulterar i inga extra marginaler, kan leda till att den uppskattade massan minskar ytterligare. Slutligen förs en diskussion om resultaten, med hänsyn till de begränsningarna och de viktigaste faktorerna som måste beaktas för uppdraget. Lönsamheten hos uppdraget på grund av sin kommersiella aspekt är ifrågasatt och vidare utredning föreslås utförs på ”mikro” månlandare konceptet.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 113
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:231
Keywords [en]
Propulsion, Moon Lander, Trajectory, Space, Commercialization of space, Space 4.0, OHB System, Blue Horizon, ASTRI program, Space exploration, Service-oriented space program
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-263954OAI: oai:DiVA.org:kth-263954DiVA, id: diva2:1371346
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-11-21 Created: 2019-11-19 Last updated: 2019-11-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4281 kB)7 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4281 kBChecksum SHA-512
8de8909c03e3991879d5e8521963093c08e77bde3fed02812aefd7cc811e2a20b844a0e946d40249fa34bc61ce5428103434cd362a93dfecba48e5946e4612bf
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 7 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf