Пыль — самая опасная вещь на Луне. Ее частицы мелкие и острые. Они способны сильно навредить механизмам, скафандрам и даже здоровью людей. Вот почему NASA очень тщательно подходит к разработке средств борьбы с ней.
Проблема лунного реголита в миссиях по освоению Луны
Помимо экстремальных температур, 14-дневного суточного цикла и безвоздушной среды, на Луне существует проблема реголита (также известного как лунная пыль). Помимо того, что реголит грубый и неровный, он прилипает ко всему, потому что он электростатически заряжен. Из-за того, что эта пыль наносит вред здоровью астронавтов, их оборудованию и механизмам, NASA разрабатывает технологии для уменьшения накопления пыли. Семь из этих экспериментов будут проведены во время летных испытаний с использованием ракеты Blue Origin New Shepard, чтобы оценить их способность уменьшить влияние лунной пыли.
Еще одна главная проблема лунного реголита — это то, как он поднимается и распределяется шлейфами космических аппаратов. Из-за практически полного отсутствия атмосферы и меньшей гравитации (16,5% от земной) эта пыль может оставаться в воздухе в течение длительного времени. Ее неровная природа, возникшая в результате миллиардов лет падения метеоров и микрометеороидов и полного отсутствия выветривания, является абразивной для любой поверхности, с которой она контактирует — от скафандров и оборудования до человеческой кожи, глаз и легких. Он также будет накапливаться на солнечных панелях, мешая миссиям получать достаточно энергии, чтобы пережить лунную ночь.
Кроме того, он может вызвать перегрев оборудования, поскольку покрывает тепловые радиаторы и накапливается на окнах, объективах камер и козырьках, затрудняя видение, навигацию и получение точных изображений.
Решение проблемы пыли
Эти технологии были разработаны в рамках программы NASA Game Changing Development в Управлении космических миссий агентства (STMD). Во время летного испытания «Симуляция лунной гравитации с помощью суборбитальной ракеты» будет изучаться механика реголита и транспортировки лунной пыли в имитированной среде лунной гравитации. Полезная нагрузка включает проекты по уменьшению и очистке пыли с помощью различных стратегий. Среди них:
ClothBot: этот компактный робот предназначен для моделирования и измерения поведения пыли в среде под давлением, которую астронавты могут привезти с собой после проведения внекорабельных выходов (EVA). Робот полагается на предварительно запрограммированные движения, которые имитируют движения астронавтов во время снятия скафандров (так называемый «сброс»), высвобождая небольшую дозу имитатора лунного реголита. Затем система визуализации с лазерной подсветкой зафиксирует поток пыли в реальном времени, а датчики зафиксируют размер и количество частиц.
Электростатическое поднятие пыли (EDL): EDL будет изучать, как лунная пыль «поднимается», когда она становится электростатически заряженной, чтобы усовершенствовать модели поднятия пыли. Во время лунной гравитационной фазы полета будет высвобожден образец пыли, который EDL будет освещать с помощью источника ультрафиолетового света, в результате чего частицы станут заряженными. Затем пыль пройдет через листовой лазер, поднимаясь с поверхности, пока EDL будет наблюдать и записывать результаты. Камера EDL будет продолжать записывать пыль до завершения миссии, даже после того, как закончится фаза лунной гравитации и выключится ультрафиолетовый свет.
Hermes Lunar-G: Проект Hermes Lunar-G, разработанный NASA, Texas A&M и Texas Space Technology Applications and Research (T-STAR), базируется на аппарате (Hermes), который ранее работал на Международной космической станции (МКС). Как и его предшественник, проект Lunar-G будет полагаться на перепрофилированное оборудование Hermes для изучения имитаторов лунного реголита. Для этого будут использованы четыре канистры со спрессованными имитаторами лунной пыли. Когда полет войдет в фазу лунной гравитации, эти имитаторы распадутся и будут плавать в канистрах, пока высокоскоростные камеры и датчики будут собирать данные. Результаты будут сравниваться с данными микрогравитации с МКС и подобных полетных экспериментов.
Стратегии уменьшения воздействия пыли
Данные, полученные в рамках этих проектов, предоставят информацию о скорости образования реголита, его транспортировке и механике, что поможет ученым усовершенствовать вычислительные модели. Это позволит планировщикам и разработчикам миссий разработать лучшие стратегии уменьшения пыли для будущих миссий на Луну и Марс. Этот вызов уже влияет на несколько аспектов технологических разработок NASA, начиная от использования ресурсов на месте (ISRU) и строительства, заканчивая транспортом и наземной энергетикой.
Изучение некоторых фундаментальных свойств поведения лунной пыли и ее воздействия на системы имеет значение далеко за пределами борьбы с пылью и защиты окружающей среды. Углубление нашего понимания поведения лунной пыли и совершенствование технологий уменьшения ее воздействия на окружающую среду принесет пользу для большинства возможностей, запланированных для использования на поверхности Луны.
По материалам phys.org
