Na Apolle 15 členovia posádky nemohli vidieť, že zostupujú na okraj širokého kráteru. Po vypnutí motora sa lunárny modul kolísal dozadu asi o 11 stupňov do kráteru, kým sa zadná noha nedotkla zeme. Predná labka bola potom zo zeme bez zaťaženia. Tento sklon 11 stupňov bol blízko konštrukčných limitov lunárneho modulu.
(Obrázok: © NASA)
Študijné tímy sa vrátili, aby sa na ne pozreli Mesačné pristátie Apolla údaje na vyhodnotenie toho, koľko mesačného terénu sa vyvrhlo do vesmíru.
Nafúknuté prachové posádky nielenže zahmlievali pristávacie posádky, robiť touchdowns nepríjemným, ale počas pristátia s raketovým pohonom boli tiež lietané značné množstvá skál a zvyškov.
NASA si kladie za cieľ umiestniť astronautov na Mesiac do roku 2024, tak čo robiť s prachovým problémom? Vedci sa snažia navrhnúť riešenia, ktoré sa zdajú byť potrebné, ak cestovanie na mesiac sa má stať rutinou.
Apollo spomienky
Po prvé, existuje niekoľko historických záznamov týkajúcich sa bezpečných dotykov ľudí na Mesiaci, počnúc samotným prvé pristátie na Mesiaci v Apolle v júli 1969, Ako Neil Armstrong, veliteľ lunárneho modulu Eagle, sa odrazil v technickej inštrukcii: „pri niečo menšom ako 100 stôp sme začali získavať priehľadnú vrstvu pohybujúceho sa prachu, ktorá trochu zakrývala viditeľnosť. Keď sme klesli, viditeľnosť pokračovala znížiť. “
Podobne aj dňa Apollo 12, Pete Conrad narazil na toľko prachu, že bol oslepený, keď robil posledný zostup na povrch. Neskôr rozprával, že „prach zašiel tak ďaleko, ako som videl akýmkoľvek smerom, a úplne zahladil krátery a čokoľvek iné ... nemohol som povedať, čo je podo mnou. Vedel som, že som vo všeobecne dobrej oblasti a práve som šiel do musím uhryznúť guľku a pristáť, pretože som nemohol povedať, či tam bol kráter, alebo nie. “
Niekoľko následných veliteľov pristátia na Apolle zaznamenalo podobné obavy.
Robiť pre zlý deň
NASA dúfa, že ponaučenie z obdobia Apolla bude aplikovať na budúce lunárne misie.
„Aby sme parafrázovali starý bromid, sú tí, ktorí zabudnú na minulosť, odsúdení na pristátie,“ povedal Chirold Epp, projektový manažér autonómnej technológie pristátia a vyhýbania sa nebezpečenstvu v Johnsonovom vesmírnom stredisku NASA v Houstone.
„Keď som sa pozrel na pristátie Apolla, dospel som k dvom záverom: Jeden z nich vykonal skvelú prácu. Dva údaje z niekoľkých vylodení podporujú myšlienku, ktorú musíme dať budúce pristátia na Mesiaci viac informácií na zvýšenie pravdepodobnosti úspechu misie, “dodal Epp.
Epp povedal, že ak by sa lunárny modul zastavil v uhle vyššom ako 12 stupňov, astronauti by sa pravdepodobne nemohli spustiť z povrchu. „Takže, keby posádka pristála na kopci alebo s nohou alebo dvoma nohami na veľkej skale alebo v kráteri, mohlo by to spôsobiť zlý deň,“ povedal.
Fyzika výfukového plynu rakety
"Mesiac je telo s nízkou gravitáciou a bezvzduchové prostredie, vďaka ktorému sú účinky raketového oblaku veľmi odlišné od toho, čo zažívame na Zemi, “uviedol Philip Metzger, planetárny vedec na Floridskom vesmírnom inštitúte na Univerzite strednej Floridy (UCF) v Orlande.
„Na Zemi cestujú horniny najďalej, zatiaľ čo prach sa zastavuje len kúsok od zemskej atmosféry,“ povedal Metzger pre Space.com. „Na Mesiaci je to pravý opak, prach je najrýchlejší a najďalej. Prach môže spôsobiť vážne poškodenie povrchov materiálov, ak pristaneme príliš blízko k inému hardvéru na obežnej dráhe Mesiaca.“
Výfuky z lunárneho pozemného motora fúkajú prach, pôdu, štrk a horniny veľkou rýchlosťou a poškodia okolitý hardvér - napríklad lunárne základne, ťažobné operácie alebo historické miesta - pokiaľ nie sú ejektúry správne zmiernené, uviedol Metzger.
Za posledných 20 rokov vedci vyvinuli konzistentný obraz fyziky výfukového raketu vyfukujúceho lunárnu pôdu, „ale existujú významné medzery,“ uviedol Metzger. „Žiadna v súčasnosti dostupná metóda modelovania nedokáže v plnej miere predpovedať účinky. Základné základy sa však chápu dostatočne dobre na to, aby sa mohli začať navrhovať protiopatrenia.“
Hľadané: odpaľovacie podložky
Metzger a ďalší členovia tímu v Stredisku UCF pre lunárny a asteroidový povrchový výskum (CLASS) tvrdia, že pre misie, ktoré opakovane navštevujú mesačnú základňu, sú potrebné pristávacie plochy.
Pokiaľ ide o lunárne pristátie, výskum CLASS ukázal, že pieskovanie, ku ktorému dôjde na lunárnom stanovišti, je neprijateľné, pretože nadmerne degraduje optiku, solárne články, povrchy na kontrolu teploty a pohybujúce sa kĺby na mechanizmoch. Nárazy vyfukovania hornín môžu tiež zlomiť hardvér.
Výskumníci na Floridskom vesmírnom inštitúte skúmajú metódy na zmiernenie účinkov týchto výbuchov, napríklad spekanie lunárneho regolitu. Pozerajú sa tiež na robotiku na buldozérstvo a stavanie bermov, ako aj na zváženie použitia štrku alebo finišera. V spolupráci s firmami zaoberajúcimi sa strojovým vzdelávaním organizujú sériu robotických súťaží o technológie výstavby pristávacích plôch s cieľom ďalej rozvíjať potrebné robotické schopnosti.
„NASA berie potenciálne problémy týkajúce sa vyhadzovania spojené s interakciou povrchu oblaku raketového motora veľmi vážne,“ povedal Robert Mueller, vedúci technológ a hlavný výskumný pracovník v prieskumnom systéme a vývojovom úrade v Kennedyho vesmírnom stredisku NASA na Floride.
To je z dobrého dôvodu, povedal Mueller; Budúci ľudskí pristáli budú mať viac problémov s účinkami oblaku ako pristávače Apollo kvôli vyššiemu ťahu motora. Vedci agentúry NASA vyvíjajú koncepcie lunárneho pristátia a nosných plôch aj pre posádky s posádkou.
Vesmírna agentúra v súčasnosti podniká kroky na vyhodnotenie potenciálnych účinkov v lunárnom vákuovom prostredí, povedal Mueller pre Space.com s novými počítačovými modelovacími kódmi, ktoré sa vyvíjajú v rámci programov Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer a NASA.
Chytený na fotoaparáte
Neexistovalo žiadne spoločné úsilie na zmiernenie problému s lunárnym prachom, uviedla Michelle Munk, vedúca spôsobilosti pre vstup, zostup a pristátie vo výskumnom centre Langley Research Center v Hamptone vo Virgínii. „Máme„ produkčný “kód na predpovedanie toho, čo sa stane - ale nie je overený údajmi, takže naozaj nevieme, aké sú dobré predpovede.“
Munk povedal, že je mimoriadne náročné spustiť realistický pozemný test pre lunárne prostredie, ktorý by poskytoval dobré „pravdivé“ údaje. Riaditeľstvo misie NASA pre vesmírnu technológiu nedávno začalo projekt, ktorý obsahuje komponenty pozemného testovania aj výpočtové modelovanie.
Okrem toho je Munk hlavným výskumným pracovníkom štyroch stereo kamier, ktoré budú mať na palube lunárny pristávací modul Intuitive Machines Nova-C, ktorý by mal byť uvedený na trh v roku 2021 na rakete SpaceX Falcon 9 v rámci programu komerčných lunárnych užitočných služieb NASA. Užitočné zaťaženie sa nazýva stereokamery pre lunárne Plume-Surface Studies (SCALPSS).
SCALPSS sa vyvíja v NASA Langley a využíva technológiu kamery používanú v agentúre Vytrvalosť vozňov Mars 2020, Povedal Munk. Klaster fotoaparátov bude zachytávať obrazové a statické údaje o oblakoch landerov, keď oblak začne pôsobiť na povrch lunárneho povrchu, až po vypnutí motora, čo je rozhodujúce pre budúce návrhy lunárnych a Marsových vozidiel, uviedla.
- Mesačný prach by mohol byť problémom pre budúcich lunárnych prieskumníkov
- Na obrázkoch je 17 misií Apolla Mesiaca agentúry NASA
- Moon rush: NASA chce, aby sa tento rok začali komerčné služby lunárneho doručovania
