Пил — найнебезпечніша річ на Місяці. Його частинки дрібні та гострі. Вони здатні сильно зашкодити механізмам, скафандрам і навіть здоров’ю людей. Ось чому NASA дуже ретельно підходить до розробки засобів боротьби з ним.
Проблема місячного реголіту в місіях з освоєння Місяця
Окрім екстремальних температур, 14-денного добового циклу та безповітряного середовища, на Місяці існує проблема реголіту (також відомого як місячний пил). Крім того, що реголіт грубий і нерівний, він прилипає до всього, бо електростатично заряджений. Через те, що цей пил завдає шкоди здоров’ю астронавтів, їхньому обладнанню та механізмам, NASA розробляє технології для зменшення накопичення пилу. Сім із цих експериментів будуть здійснені під час льотних випробувань з використанням ракети Blue Origin New Shepard, щоб оцінити їхню здатність зменшити вплив місячного пилу.
Ще одна головна проблема місячного реголіту — це те, як він підіймається і розподіляється шлейфами космічних апаратів. Через практично повну відсутність атмосфери й меншу гравітацію (16,5% від земної) цей пил може залишатися у повітрі впродовж тривалого часу. Його нерівна природа, що виникла внаслідок мільярдів років падіння метеорів і мікрометеороїдів і повної відсутності вивітрювання, є абразивною для будь-якої поверхні, з якою він контактує — від скафандрів і обладнання до людської шкіри, очей і легенів. Він також накопичуватиметься на сонячних панелях, заважаючи місіям отримувати достатньо енергії, щоб пережити місячну ніч.
Крім того, він може спричинити перегрів обладнання, оскільки покриває теплові радіатори та накопичується на вікнах, об’єктивах камер і козирках, ускладнюючи бачення, навігацію й отримання точних зображень.
Розв’язання проблеми пилу
Ці технології були розроблені у межах програми NASA Game Changing Development в Управлінні космічних місій агенції (STMD). Під час льотного випробування «Симуляція місячної гравітації за допомогою суборбітальної ракети» вивчатиметься механіка реголіту і транспортування місячного пилу в імітованому середовищі місячної гравітації. Корисне навантаження включає проєкти зі зменшення та очищення пилу за допомогою різних стратегій. Серед них:
ClothBot: цей компактний робот призначений для моделювання та вимірювання поведінки пилу в середовищі під тиском, який астронавти можуть привезти з собою після проведення позакорабельних виходів (EVA). Робот покладається на попередньо запрограмовані рухи, які імітують рухи астронавтів під час зняття скафандрів (так зване «скидання»), вивільняючи невелику дозу імітатора місячного реголіту. Потім система візуалізації з лазерним підсвічуванням зафіксує потік пилу в реальному часі, а датчики зафіксують розмір і кількість частинок.
Електростатичне підняття пилу (EDL): EDL вивчатиме, як місячний пил «піднімається», коли він стає електростатично зарядженим, щоб удосконалити моделі підняття пилу. Під час місячної гравітаційної фази польоту буде вивільнено зразок пилу, який EDL освітлюватиме за допомогою джерела ультрафіолетового світла, внаслідок чого частинки стануть зарядженими. Потім пил пройде через листовий лазер, підіймаючись із поверхні, поки EDL спостерігатиме і записуватиме результати. Камера EDL продовжуватиме записувати пил до завершення місії, навіть після того, як завершиться фаза місячної гравітації і вимкнеться ультрафіолетове світло.
Hermes Lunar-G: Проєкт Hermes Lunar-G, розроблений NASA, Texas A&M і Texas Space Technology Applications and Research (T-STAR), базується на апараті (Hermes), який раніше працював на Міжнародній космічній станції (МКС). Як і його попередник, проєкт Lunar-G покладатиметься на перепрофільоване обладнання Hermes для вивчення імітаторів місячного реголіту. Для цього будуть використані чотири каністри зі спресованими імітаторами місячного пилу. Коли політ увійде у фазу місячної гравітації, ці імітатори розпадуться і будуть плавати в каністрах, поки високошвидкісні камери й датчики збиратимуть дані. Результати будуть порівнюватися з даними мікрогравітації з МКС і подібних польотних експериментів.
Стратегії зменшення впливу пилу
Дані, отримані у межах цих проєктів, нададуть інформацію про швидкість утворення реголіту, його транспортування та механіку, що допоможе науковцям вдосконалити обчислювальні моделі. Це дозволить планувальникам і розробникам місій розробити кращі стратегії зменшення пилу для майбутніх місій на Місяць і Марс. Цей виклик уже впливає на кілька аспектів технологічних розробок NASA, починаючи від використання ресурсів на місці (ISRU) і будівництва, закінчуючи транспортом і наземною енергетикою.
Вивчення деяких фундаментальних властивостей поведінки місячного пилу і його впливу на системи має значення далеко за межами боротьби з пилом і захисту навколишнього середовища. Поглиблення нашого розуміння поведінки місячного пилу і вдосконалення технологій зменшення його впливу на навколишнє середовище принесе користь для більшості можливостей, запланованих для використання на поверхні Місяця.
За матеріалами phys.org
