Перемещение большого количества реголита является обязательным условием для любой долгосрочной миссии на Луну или Марс. Но до сих пор человечество отправляло только системы, способные перемещать небольшие объемы грунта за один раз – в основном для сбора образцов. Отправка большого специализированного экскаватора для выполнения таких работ может оказаться непомерно затратной из-за его веса, так почему бы не отправить бульдозерное навесное оборудование к мобильному устройству, которое уже запланировано для использования на поверхности? Таков был мыслительный процесс междисциплинарной команды инженеров из НАСА и Горной школы Колорадо. Они придумали лунный узел крепления для строительства и земляных работ, или LANCE.
LANCE - это крепление к прототипу марсохода НАСА Chariot, который изначально был разработан как основная система передвижения для астронавтов, возвращающихся на Луну. Однако он был спроектирован в 2007 году, когда первоначальный план НАСА по лунной архитектуре заключался в создании постоянной лунной базы в 2019 году. Этому еще только предстоит произойти, и система Chariot недавно была заменена на два отдельных марсохода для использования в миссиях Artemis – один с наддувом для длительных исследовательских поездок, а другой без наддува для коротких прогулок по территории базы Artemis. Однако концепция LANCE должна быть адаптирована к любому методу, который НАСА в конечном итоге использует для транспортировки людей на поверхность Луны.
Несмотря на то, что LANCE выглядит как обычный бульдозерный отвал, его конструкция разработана специально для использования на поверхности Луны. Его рама изготовлена из алюминия, а не из стали, что свидетельствует об ограничениях по весу при космических полетах. Его изогнутая передняя часть, называемая в землеройных условиях отвалом, изготовлена из комбинации композитных материалов из углеродного волокна и эпоксидной смолы, которые еще реже использовались в 2009 году, когда была впервые предложена эта система. Инженеры даже создали прототип после тщательного анализа методом конечных элементов, моделируя ожидаемые нагрузки на лопасть при выполнении нескольких видов работ, таких как строительство дорог, посадочных площадок и насыпей, которые могут препятствовать попаданию обломков на окружающее оборудование во время приземления и подъема ракеты. Прототип был испытан на естественном полигоне в Мозес-Лейк, штат Вашингтон.
Озеро Мозес оказалось идеальной тренировочной площадкой для оборудования для лунных раскопок из-за очень плотного ила, отложившегося в результате извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году. Ил оказался похожим на лунный реголит, но для этого не требовалось перевозить тысячи тонн имитированного реголита в какую-либо лабораторию НАСА. Таким образом, НАСА уже много лет использует это место в качестве испытательного стенда для крупномасштабных лунных раскопок. На этапе испытаний LANCE показал себя превосходно. Он выровнял участок размером 25 х 25 м, а затем приступил к возведению насыпи. В ходе испытаний быстро стало очевидно, что эффективность работы оператора существенно влияет на скорость выполнения этих операций, поэтому тот, кто в конечном итоге будет использовать это оборудование на поверхности Луны, получит пользу от предварительной подготовки.
Но если он когда-нибудь заработает на поверхности Луны, ЛЭНСУ придется столкнуться с совершенно иными условиями, чем на озере Мозес. Лунный реголит обладает гораздо большим электростатическим зарядом, чем вулканический ил, и более низкая гравитация может значительно затруднить его перемещение, несмотря на все усилия команды дизайнеров ЛЭНСА по моделированию. Пока неясно, действительно ли ЛЭНС будет участвовать в миссиях Artemis, хотя крупномасштабное землеройное оборудование потребуется как часть архитектуры миссии. Что еще предстоит выяснить, так это то, покажут ли разработки и испытания LANCE возможность использования легкого и гибкого крепления к марсоходу для создания инфраструктуры, необходимой для поддержания долгосрочной базы на поверхности Луны.
