Освоение Луны: проблема разлетающейся пыли.
«Мощные выбросы двигателей шаттла разрушают основание стартовой площадки, - объясняет физик Фик Метцгер (Phil Metzger) из Космического центра им. Кеннеди (Kennedy Space Center (KSC)), - при некоторых запусках выбрасываются бетонные булыжники размером до полуметра на расстояния до 500 метров, летящие достаточно быстро, чтобы прорвать сеточное ограждение (см. фото)».
Метцгер показывает дыру в заборе, которым обнесена стартовая площадка.
Впрочем, это не является большой проблемой, так как люди и оборудование могут быть удалены на безопасное расстояние. Однако Метцгер задается вопросом - что, если то же самое будет происходить на Луне?
Этот вопрос актуален, так как NASA планирует в следующем десятилетии высадку людей на Луну, с последующим созданием поселения. Там будут жилые модули, роверы, склады и добывающее оборудование. Космические корабли будут приземляться и взлетать, выбрасывая своими выхлопами грунт намного дальше, чем это происходит на мысе Канаверал. Поэтому Метцгер занимается проблемой разлета лунной пыли в рамках своей работы в лаборатории Granular Mechanics and Surface Systems Lab.
«Камни не вызывают беспокойства», - говорит он. Лунные аппараты будут иметь заметно меньшую массу, чем шаттлы, и поэтому им не нужно столь мощных двигателей, чтобы взлететь. Так, видеозаписи, сделанные для шести аппаратов Apollo во время их взлетов и посадок, показывают, что из-под них вылетали камни не крупнее гравия. Вместо этого Метцгер обеспокоен другой вещью – лунной пылью.
«Здесь, на Земле, никто не обращает внимания на пыль или песок, поднимающийся при старте ракеты, так как атмосфера быстро замедляет частицы, и они оседают уже через несколько метров. - Говорит он. - Однако как это будет выглядеть на Луне? Там нет атмосферы для замедления частиц, так что они будут пролетать огромные расстояния на больших скоростях, шлифуя все на своем пути.
Это не является чистой теорией. В ноябре 1969 года модуль Apollo 12 Lunar Module (сокращенно LM) приземлился в 200 метрах от зонда Surveyor 3, который совершил посадку на Луне в апреле 1967-го. После приземления астронавты Apollo 12 совершили прогулку к Surveyor 3, чтобы сфотографировать его и взять образцы. Здесь они заметили, что большая часть поверхности зонда, бывшая при запуске с Земли белой, теперь, под действием жестких лунных условий в течение 2.5 лет приобрела коричневый оттенок. Однако та сторона, которая была обращена к приземлившемуся лунному модулю, вновь оказалась белой - ее отшлифовал разлетавшийся песок.
Позднее на Земле ученые, изучив детали зонда, вычислили, что такая его «полировка» происходила частицами с размерами всего от 1 до 10 микрон. Кроме того, поверхность была покрыта сотнями микроскопических кратеров с размерами 30-60 микрон, которые образовались от тех же пылинок, двигавшихся с большой скоростью. Наконец, мелкая пыль набилась во все трещины зонда.
Такая ситуация беспокоит Метцгера, так как на будущей лунной базе быстро летящая мелкая пыль может разрушать тепловую защиту модулей, царапать поверхности окон и оптических приборов, подвергать опасности солнечные панели, а также забиваться в различные соединения и механизмы, вызывая трение и их разрушение.
В связи с этим возникает резонный вопрос: почему нельзя просто приземляться достаточно далеко от базы, чтобы разлетающаяся пыль и песок перестали быть проблемой? Ответ на него таков: от летящей пыли невозможно скрыться - теоретически ускоренная ракетным выбросом пылинка может облететь всю Луну! В частности, группа Метцгера проанализировала ударные микрократеры на Surveyor 3 и пришла к выводу, что их сделали частицы со скоростями от 400 до 1000 м/сек. «По сути, они летели почти с той же скоростью, что и выходящие газы лунного модуля (1-2 км/сек), - поясняет Метцгер. Теоретические же расчеты показывают, что частица со скоростью 1.7 км/сек может облететь пол-Луны. А если увеличить эту скорость до 2 км/сек, то частица сделает уже полный виток.
В настоящее время Метцгер помогает другим группам ученых NASA разработать способы уменьшения влияния лунных взлетов и посадок. Одним из возможных способов является расположение космопорта в таком месте, где горы и холмы будут служить естественной преградой. Другим вариантом является создание искусственных заграждений.
Дополнительные вопросы:
|
youtube-канал