Лунную инфраструктуру можно защитить, построив каменную стену
Оборудование для исследования Луны на любой будущей лунной базе находится в опасности из-за обломков, которые будут сбрасывать на него последующие лунные станции. Эта опасность не просто теоретическая — "Сюрвейер III" был спускаемым аппаратом во времена "Аполлона", который был поврежден спускаемой ракетой "Аполлон-12" и возвращен на Землю для более тщательного изучения.
Было выдвинуто множество идей, направленных на ограничение этого риска, и мы сообщали о многих из них - от строительства посадочных площадок из расплавленного реголита до 3D-печати защитного экрана от взрыва из доступных материалов. Но в новой статье швейцарских исследователей, опубликованной в журнале Frontiers in Space Technologies, предлагается гораздо более простая идея — почему бы просто не построить взрывобезопасную стену, сложив кучу камней вместе?
На Луне эта задача не так проста, как кажется. Для оценки камней, их сбора и укладки друг на друга, чтобы они не падали, потребовался бы автономный экскаватор. В зависимости от размера камней, с этой задачей мог бы успешно справиться даже малыш, но для робота она оставалась из области научной фантастики, по крайней мере, до недавнего времени.
В другой статье, написанной теми же соавторами, описывался автономный робот-укладчик валунов для использования в строительных проектах на Земле. В ней они продемонстрировали алгоритм управления, который может успешно складывать каменную стену, используя валуны среднего размера, полностью автономно. Применение его к лунному строительству казалось следующим очевидным шагом.
Но сначала экскаватор должен был убедиться, что вокруг достаточно валунов, чтобы эффективно возвести стену. В своей статье авторы используют данные с Лунного разведывательного орбитального аппарата (Lunar Reconnaissance Orbiter) для исследования распределения валунов в двух потенциальных местах посадки — соединяющем хребте Шеклтона-Хенсона и плато Аристарх.
Они также экстраполируют размеры более мелких валунов, основываясь на пределах разрешающей способности LRO и законе распределения размеров валунов. Окончательное подтверждение пришло в виде данных о содержании породы, полученных с помощью другого прибора LRO, и их окончательные оценки показали, что рыхлого материала должно быть достаточно для того, чтобы автономный экскаватор мог успешно построить взрывную стену, используя валуны местного производства.
Расчет количества материала, необходимого для создания взрывозащитного экрана, на самом деле был первым шагом к подтверждению наличия достаточного количества валунов. Это также было необходимо для другого важного расчета — понимания того, сколько энергии потребуется для этого процесса по сравнению с альтернативными решениями, такими как стены из обработанного камня или посадочные площадки с микроволновым подогревом. По расчетам автора, укладка существующих камней требует в два-три раза меньше энергии, чем альтернативные варианты.
Это не значит, что все еще не преодолены препятствия. Наиболее очевидным является отсутствие автономного экскаватора, способного работать на Луне. Тот, который использовался в экспериментах на Земле, был непомерно большим, а проектирование системы для использования на поверхности Луны, как известно, является сложной задачей из-за радиации и электростатически заряженных частиц пыли. Эти электростатически заряженные частицы также могут представлять проблему, но необходимо дальнейшее моделирование, чтобы понять, повлияет ли значительное накопление пыли на лунные валуны.
Сама по себе идея все еще относительно нова, и в ней действительно есть много интересного, учитывая ее преимущества и уже завершенную на Земле демонстрацию концепции. Таким образом, хотя в настоящее время нет планов по созданию автономной каменной стены, существует большая вероятность того, что эта идея или что-то похожее на нее может быть использовано как часть инфраструктуры миссии Artemis. По крайней мере, у разработчиков миссии Artemis будет множество потенциальных решений этой проблемы, независимо от их выбора.
