На Аполлоне 15 члены экипажа не могли видеть, что они спускаются на край широкого кратера. После выключения двигателя лунный модуль качнулся назад примерно на 11 градусов в кратер, пока задняя лапка не коснулась земли. Передняя лапка оторвалась от земли, не имея веса. Этот наклон на 11 градусов был близок к проектным пределам для лунного модуля.
(Изображение: © NASA)
Учебные группы вернулись, чтобы посмотреть на Аполлон лунной посадки данные для оценки того, сколько лунной местности было выброшено в космос.
Не только десантные экипажи "Аполлона" запотели из-за взорванной пыли, доставлять неприятности, но значительные количества камней и мусора также были отправлены в полет во время посадки ракетами.
НАСА планирует снова отправить астронавтов на Луну к 2024 году, так что же делать с проблемой пыли? Ученые пытаются разработать обходные пути, которые кажутся необходимыми, если путешествие на луну это должно стать рутиной.
Воспоминания об Аполлоне
Во-первых, есть несколько исторических отчетов о безопасных приземлениях людей на Луне, начиная с самого первая лунная посадка Аполлона, в июле 1969 года, Как Нейл Армстронг, командир лунного модуля Орла, в техническом отчете размышлял: «На расстоянии менее 100 футов мы начинали получать прозрачный слой движущейся пыли, который немного затемнял видимость. Когда мы стали ниже, видимость продолжалась чтобы уменьшить."
Точно так же на Аполлон 12Пит Конрад натолкнулся на столько пыли, что был ослеплен, когда он совершил свой последний спуск на поверхность. Позже он вспоминал, что «пыль зашла так далеко, как я мог видеть в любом направлении, и полностью уничтожил кратеры и все остальное ... Я не мог сказать, что было подо мной. Я знал, что я был в общем хорошем районе, и я просто собирался Я должен был укусить пулю и приземлиться, потому что я не мог сказать, был ли там кратер или нет ".
Несколько последующих командиров высадки Аполлона отметили аналогичные проблемы.
Делать на плохой день
НАСА надеется применить уроки эпохи Аполлона к будущим лунным миссиям.
«Перефразируя старый бромид, те, кто забывают прошлое, обречены на посадку, как это», - сказал Чирольд Эпп, руководитель проекта по технологии автономного приземления и предотвращения опасностей в космическом центре имени Джонсона в НАСА в Хьюстоне.
«Посмотрев на посадку« Аполлона », я пришел к двум выводам: во-первых, эти экипажи проделали большую работу. Во-вторых, данные из нескольких посадок подтверждают идею, которую мы должны дать будущие лунные корабли больше информации, чтобы увеличить вероятность успеха миссии ", добавил Эпп.
Эпп сказал, что если лунный модуль остановится под углом, превышающим 12 градусов, астронавты, возможно, не смогут запустить себя с поверхности. «Итак, если экипаж приземлился на холме или с одной или двумя ногами на большой скале или в кратере, это может привести к плохому дню», - сказал он.
Физика ракетного выхлопа
"Луна Это низко-гравитационное и безвоздушное тело, которое сильно отличается от того, что мы испытываем на Земле », - сказал Филип Метцгер, ученый-планетолог из Флоридского космического института в Университете Центральной Флориды (UCF) в Орландо.
«На Земле камни перемещаются дальше всего, в то время как пыль останавливается на небольшом расстоянии от сопротивления земной атмосферы», - сказал Мецгер Space.com. «На Луне все обстоит с точностью до наоборот: пыль идет быстрее и дальше. Пыль может нанести серьезный ущерб поверхностям материалов, если мы приземлимся слишком близко к другим аппаратным средствам на орбите Луны».
По словам Метцгера, выхлопные газы лунного двигателя с высокой скоростью уносят пыль, почву, гравий и камни и повредят окружающее оборудование - например, лунные заставы, добычу полезных ископаемых или исторические объекты - если выбросы не будут должным образом смягчены.
За последние 20 лет исследователи разработали непротиворечивую картину физики ракетных выхлопов, обдувающих лунную почву, «но существуют значительные пробелы», сказал Метцгер. «Ни один из доступных в настоящее время методов моделирования не может полностью предсказать последствия. Однако основы понятны достаточно хорошо, чтобы начать разработку контрмер».
Требуются: стартовые площадки
Метцгер и другие члены команды Центра исследований лунных и астероидных поверхностей (КЛАСС) UCF говорят, что посадочные площадки необходимы для миссий, которые неоднократно посещают лунную заставу.
Для лунных посадок исследование CLASS показало, что пескоструйная очистка, которая будет происходить на лунном аванпосте, недопустима, поскольку она чрезмерно ухудшит оптику, солнечные элементы, поверхности терморегуляции и подвижные соединения на механизмах. Удары взрывающихся камней также могут сломать оборудование.
Исследователи из Флоридского космического института изучают методы смягчения последствий этих взрывов, такие как спекание лунного реголита. Они также рассматривают робототехнику для бульдозеров и строительства берм, а также рассматривают возможность использования гравия или асфальтоукладчика. И они совместно с фирмами, занимающимися машинным обучением, организуют серию соревнований по робототехнике для технологий строительства посадочных площадок для дальнейшего развития необходимых робототехнических возможностей.
«НАСА очень серьезно относится к потенциальным проблемам с выбросами, связанным с взаимодействием поверхности шлейфа ракетного двигателя», - сказал Роберт Мюллер, старший технолог и главный исследователь в Исследовательском комплексе систем исследования и разработки космического центра Кеннеди во Флориде.
Это не зря, сказал Мюллер; у будущих людей будет больше проблем с эффектами шлейфа, чем у Apollo, из-за более высокой тяги двигателя. Исследователи НАСА также разрабатывают концепции лунной посадки и стартовых площадок для экипажей.
Космическое агентство в настоящее время предпринимает шаги для оценки потенциальных эффектов в лунной вакуумной среде, сообщил Мюллер Space.com, предлагая новые коды компьютерного моделирования, которые разрабатываются в рамках программ НАСА по исследованию инноваций в малом бизнесе и передаче технологии для малого бизнеса.
Поймали на камеру
По словам Мишель Мунк, никаких согласованных усилий по смягчению проблемы с лунной пылью никогда не было, ведущий исследовательский центр НАСА в Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. «У нас есть« производственный »код для прогнозирования того, что произойдет, но он не подтвержден данными, поэтому мы действительно не знаем, насколько хороши эти прогнозы».
Манк сказал, что особенно сложно провести реалистичный наземный тест на лунную среду, который предоставил бы хорошие «правдивые» данные. Управление космических технологий НАСА недавно приступило к осуществлению проекта, который включает компоненты как для наземного тестирования, так и для компьютерного моделирования.
Кроме того, Мунк является основным исследователем четырех стереокамер, которые будут находиться на борту лунного судна Nova-C от Intuitive Machines, запуск которого запланирован на 2021 год на ракете SpaceX Falcon 9 в рамках программы НАСА по коммерческим лунным грузам. Полезная нагрузка называется стереокамерами для исследования поверхности лунного плюма (SCALPSS).
SCALPSS разрабатывается в НАСА Лэнгли и использует технологию камеры, используемую в агентстве Марс 2020 ровер УпорствоСказал Мунк. Кластер камеры будет снимать видео и неподвижные изображения шлейфа посадочного модуля, поскольку шлейф начинает воздействовать на поверхность Луны до тех пор, пока не будет выключен двигатель, что крайне важно для будущих конструкций лунных и марсианских транспортных средств, сказала она.
- Лунная пыль может стать проблемой для будущих лунных исследователей
- 17 лунных миссий Аполлона НАСА в картинках
- Лунная лихорадка: НАСА хочет, чтобы коммерческие лунные службы доставки начались в этом году
