Na Apollu 15 nemohli členové posádky vidět, že sestupují na okraj širokého kráteru. Po vypnutí motoru se lunární modul houpal dozadu asi 11 stupňů do kráteru, dokud se zadní noha nedotkla země. Přední noha byla potom ze země, bez váhy. Tento sklon 11 stupňů se blížil konstrukčním limitům lunárního modulu.
(Obrázek: © NASA)
Studijní týmy se vrátily, aby se na ně podívaly Měsíční přistání Apolla data k posouzení toho, kolik měsíčního terénu bylo vypuštěno do vesmíru.
Nejenže přistávací posádky Apolla byly zamlženy foukaným prachem, dělat touchdowns znepokojující, ale během přistání s raketovým pohonem byly také poslány značné množství hornin a úlomků.
NASA si klade za cíl umístit astronauty na Měsíc znovu do roku 2024, tak co dělat s problémem s prachem? Vědci se snaží vymyslet řešení, která se zdají být nezbytná cestování na Měsíc se má stát rutinou.
Apollo vzpomínky
Za prvé, existuje několik historických zpráv o bezpečném dotyku lidí na Měsíci, počínaje samotným první Apollo lunární přistání, v červenci 1969. Jak Neil Armstrong, velitel lunárního modulu Eagle, se odrazil v technickém debriefovi, „na něčem menším než 100 stop jsme začali získávat průhlednou vrstvu pohybujícího se prachu, která trochu zakrývala viditelnost. Když jsme se snížili, viditelnost pokračovala snížit."
Stejně tak Apollo 12, Pete Conrad narazil na tolik prachu, že byl oslepen, když konečně sestupoval na povrch. Později vysvětlil, že „prach šel tak daleko, jak jsem viděl v jakémkoli směru, a úplně zničil krátery a cokoli jiného… nemohl jsem říct, co je pode mnou. Věděl jsem, že jsem ve všeobecně dobré oblasti a jen jsem šel musím kousnout kulka a přistát, protože jsem nemohl říct, jestli tam dole byl kráter, nebo ne. “
Několik následných velitelů přistání na Apollu zaznamenalo podobné obavy.
Dělat špatný den
NASA doufá, že ponaučení z období Apolla uplatní na budoucí lunární mise.
„Abychom parafrázovali starý bromid, jsou ti, kdo zapomněli na minulost, odsouzeni k tomu, aby přistáli,“ řekl Chirold Epp, projektový manažer pro technologii autonomního přistání a vyhýbání se nebezpečím v Johnson Space Center NASA v Houstonu.
"Když jsem se podíval na přistání Apolla, dospěl jsem ke dvěma závěrům: Jeden, tyto posádky odvedly skvělou práci. Dva, údaje z několika přistání podporují myšlenku, kterou musíme dát budoucí přistávající na Měsíci více informací pro zvýšení pravděpodobnosti úspěchu mise, “dodal Epp.
Epp řekl, že pokud by se měsíční modul zastavil v úhlu nad 12 stupňů, astronauti by se nemohli vypustit z povrchu. „Takže kdyby posádka přistála na kopci nebo s nohou nebo dvěma nohama na velké skále nebo v kráteru, mohlo by to způsobit špatný den,“ řekl.
Fyzika výfuků rakety
"Měsíc je těleso s nízkou gravitací a bezvzduchové těleso, díky kterému jsou účinky raketového oblaku velmi odlišné od toho, co zažíváme na Zemi, “řekl Philip Metzger, planetární vědec na Floridském vesmírném institutu na University of Central Florida (UCF) v Orlandu.
"Na Zemi cestují kameny nejdál, zatímco prach se zastavuje jen kousek od zemské atmosféry," řekl Metzger pro Space.com. „Na Měsíci je to pravý opak, s tím, že prach bude nejrychlejší a nejvzdálenější. Prach může způsobit vážné poškození povrchů materiálů, pokud přistaneme příliš blízko k jinému hardwaru na orbitu měsíce.“
Výfuk z motoru lunárního motoru vyfukuje prach, zeminu, štěrk a horniny vysokou rychlostí a poškodí okolní hardware - například lunární základny, těžební operace nebo historická místa - pokud nebudou ejektury správně zmírněny, řekl Metzger.
Během posledních 20 let vědci vyvinuli konzistentní obraz fyziky raketových výfuků vyfukujících lunární půdu, „ale existují významné mezery,“ řekl Metzger. "Žádná momentálně dostupná metoda modelování nemůže plně předvídat účinky. Nicméně základy jsou chápány dostatečně dobře, aby mohly začít navrhovat protiopatření."
Hledáme: odpalovací podložky
Metzger a další členové týmu v Centru UCF pro Lunar a Asteroid Surface Science (CLASS) tvrdí, že pro mise, které opakovaně navštěvují lunární základnu, jsou zapotřebí přistávací plošiny.
Pokud jde o lunární přistání, výzkum CLASS ukázal, že pískování, ke kterému dojde na lunárním stanovišti, je nepřijatelné, protože nadměrně degraduje optiku, solární články, tepelné regulační povrchy a pohybující se klouby na mechanismech. Dopady foukání hornin mohou také narušit hardware.
Výzkumníci Florida Space Institute zkoumají metody ke zmírnění účinků těchto výbuchů, jako je slinování lunárního regolitu. Hledají také robotiku na buldozery a stavění bermů a zvažují použití štěrku nebo dlažeb. A organizují řadu robotických soutěží o technologie konstrukce přistávacích destiček ve spolupráci s firmami, které se zabývají strojovým učením, za účelem dalšího rozvoje potřebných robotických schopností.
"NASA bere potenciální problémy s vyhazováním spojené s interakcí povrchu oblaku raketového motoru velmi vážně," řekl Robert Mueller, vedoucí technolog a hlavní vyšetřovatel v průzkumných systémech a vývojovém úřadu v Kennedyho vesmírném středisku NASA na Floridě.
To je z dobrého důvodu, řekl Mueller; budoucí přistávající lidé budou mít více problémů s efektem chocholů než přistávací plošiny Apollo kvůli vyššímu tahu motoru. Vědci NASA vyvíjejí koncepty lunárního přistání a startovacích ploch pro posádky s posádkou.
Kosmická agentura v současné době podniká kroky k vyhodnocení potenciálních účinků v lunárním vakuovém prostředí, řekl Mueller pro Space.com s novými počítačovými modelovacími kódy, které byly vyvíjeny prostřednictvím programů NASA Small Business Innovation Research a Small Business Technology Transfer.
Chycen na fotoaparátu
Ve snaze zmírnit problém s lunárním prachem nebylo nikdy vynaloženo žádné společné úsilí, řekla Michelle Munková, vedoucí schopnosti vstupu, sestupu a přistání ve výzkumném středisku NASA v Langley Research Center v Hamptonu ve Virginii. "Máme" produkční "kód, který předpovídá, co se stane - ale není ověřeno údaji, takže opravdu nevíme, jak dobré jsou předpovědi."
Munk řekl, že je obzvláště náročné spustit realistický pozemní test pro lunární prostředí, který by poskytoval dobrá „pravdivá“ data. NASA Space Technology Mission Directorate nedávno zahájil projekt, který obsahuje jak pozemní testování, tak výpočetní komponenty.
Kromě toho je Munk hlavním vyšetřovatelem čtyř stereofonních kamer, které budou přepraveny na palubě lunárního přistávacího modulu Intuitive Machines Nova-C, který má být spuštěn v roce 2021 na raketě SpaceX Falcon 9 v rámci programu komerčních služeb měsíčního užitečného zatížení NASA. Užitečné zatížení se nazývá stereofonní kamery pro Lunar Plume-Surface Studies (SCALPSS).
SCALPSS je vyvíjen v NASA Langley a využívá technologii kamer používaných v agentuře Vytrvalost Mars 2020 roverŘekl Munk. Shluk kamer bude zachycovat obrazová a statická data oblaku landera, jakmile oblak začne dopadat na lunární povrch, až po vypnutí motoru, což je kritické pro budoucí měsíční a Mars konstrukce vozidel, řekla.
- Měsíční prach by mohl být problém pro budoucí lunární průzkumníky
- Na misích NASA je Apollo, 17 obrázků
- Moon rush: NASA chce, aby se letos začaly komerční lunární doručovací služby
