|
Самая большая проблема лунного хозяйства - пыль
|
|
|
|
В рамках программы Artemis НАСА отправит на Луну первых астронавтов со времен "Аполлона" до 2030 года. К ним присоединятся несколько космических агентств, таких как ЕКА и Китай, которые планируют впервые отправить туда астронавтов (и "тайконавтов"). Помимо этого, все они планируют построить постоянные жилые комплексы в районе Южного полюса –бассейна Эйткен и необходимую инфраструктуру, которая обеспечит постоянное присутствие людей. Это сопряжено со многими проблемами, наиболее заметными из которых являются особенности лунной среды.
|
|
|
|
Помимо экстремальных температур, 14-дневного суточного цикла и безвоздушной среды, существует проблема лунного реголита (он же лунная пыль). Помимо того, что лунный реголит является грубым и неровным, он прилипает ко всему, потому что обладает электростатическим зарядом. Из-за того, что эта пыль наносит ущерб здоровью астронавтов, оборудованию и механизмам, НАСА разрабатывает технологии, позволяющие уменьшить накопление пыли. Семь из этих экспериментов будут опробованы во время летных испытаний с использованием ракеты Blue Origin New Shepard, чтобы оценить их способность нейтрализовать лунную пыль.
|
|
|
|
Другая серьезная проблема, связанная с лунным реголитом, заключается в том, как он поднимается и распределяется шлейфами космических аппаратов. При практически полном отсутствии атмосферы и меньшей силе тяжести (16,5% от земной) эта пыль может оставаться в воздухе в течение длительного периода времени. Его неровный характер, возникший в результате миллиардов лет столкновений с метеоритами и микрометеороидами и полного отсутствия атмосферных воздействий, оказывает абразивное воздействие на любую поверхность, с которой он соприкасается, - от скафандров и оборудования до кожи, глаз и легких человека. Он также будет накапливаться на солнечных батареях, что не позволит миссиям получить достаточно энергии, чтобы пережить лунную ночь.
|
|
|
|
|
|
|
Кроме того, это также может привести к перегреву оборудования, поскольку оно покрывает тепловые излучатели и скапливается на окнах, объективах камер и козырьках, затрудняя обзор, навигацию и получение точных изображений. Кристен Джон, руководитель технической интеграции Инициативы по инновациям на лунной поверхности в Космическом центре имени Джонсона НАСА, заявила в пресс-релизе НАСА: "Мелкозернистая пыль содержит частицы, которые меньше, чем может увидеть человеческий глаз, из-за чего загрязненная поверхность может казаться чистой".
|
|
Решение проблемы
|
|
|
|
Эти технологии были разработаны в рамках программы НАСА "Изменение правил игры" в рамках Управления космических технологий агентства (STMD). В ходе летных испытаний "Моделирование лунной гравитации с помощью суборбитальной ракеты" будут изучены механика реголита и перенос лунной пыли в условиях искусственной лунной гравитации. Полезная нагрузка включает в себя проекты по уменьшению запыленности и очистке от пыли с использованием нескольких стратегий. Они включают:
|
|
|
|
ClothBot: Этот компактный робот предназначен для моделирования и измерения поведения пыли в условиях повышенного давления, которую астронавты могли бы привезти с собой после выхода в открытый космос. Робот полагается на заранее запрограммированные движения, которые имитируют движения астронавтов при снятии скафандров (или "раздевании"), высвобождая небольшую дозу имитатора лунного реголита. Затем система визуализации с лазерной подсветкой будет фиксировать поток пыли в режиме реального времени, в то время как датчики будут регистрировать размер и количество частиц.
|
|
|
|
Электростатический подъем пыли (EDL): EDL изучит, как происходит "подъем" лунной пыли, когда она становится электростатически заряженной, чтобы улучшить модели подъема пыли. Во время лунной гравитационной фазы полета будет выброшен образец пыли, который EDL осветит с помощью источника ультрафиолетового света, в результате чего частицы станут заряженными. Затем пыль, поднимаясь с поверхности, будет проходить через лазерный луч, в то время как EDL будет наблюдать и записывать результаты. Камера EDL будет продолжать фиксировать пыль до завершения миссии, даже после того, как закончится фаза лунной гравитации и ультрафиолетовое излучение будет отключено.
|
|
|
|
Hermes Lunar-G: Проект Hermes Lunar-G, разработанный НАСА, Texas A&M и Texas Space Technology Applications and Research (T-STAR), основан на установке (Hermes), которая ранее эксплуатировалась на Международной космической станции (МКС). Как и его предшественник, проект Lunar-G будет основан на перепрофилированном оборудовании Hermes для изучения имитаторов лунного реголита. Это будет сделано с использованием четырех контейнеров, содержащих имитаторы сжатой лунной пыли. Когда полет перейдет в фазу лунной гравитации, эти симуляторы распаковываются и плавают в контейнерах, в то время как высокоскоростные камеры и датчики собирают данные. Результаты будут сопоставлены с данными о микрогравитации, полученными с МКС, и аналогичными летными экспериментами.
|
|
|
|
Стратегии снижения запыленности
|
|
|
|
Данные, полученные в рамках этих проектов, позволят получить информацию о скорости образования реголита, его переносе и механизмах, которые помогут ученым усовершенствовать вычислительные модели. Это позволит планировщикам и проектировщикам миссий разработать более эффективные стратегии снижения запыленности для будущих миссий на Луну и Марс. Уже сейчас эта задача лежит в основе нескольких аспектов технологических разработок НАСА, начиная от использования ресурсов на месте (ISRU) и строительства до транспортировки и наземной энергетики. Сказал Джон:
|
|
|
|
"Изучение некоторых фундаментальных свойств поведения лунной пыли и того, как лунная пыль воздействует на системы, имеет значение далеко за пределами борьбы с пылью и окружающей среды. Углубление нашего понимания поведения лунной пыли и развитие наших технологий борьбы с пылью приносят пользу большинству возможностей, запланированных для использования на поверхности Луны".
|
|
|
|
Источник
|
