FAST: новый способ возведения удобных посадочных площадок на Луне всего за 10 секунд
Задача НАСА — вернуться на Луну и установить там постоянное присутствие человека — амбициозна и представляет собой ряд серьезных проблем. К счастью, некоторые из них можно решить малыми силами
Большая часть поверхности Луны покрыта реголитом, который состоит из мелкой пыли и более крупных зерен, образовавшихся в результате того, что Луна подвергалась ударам метеоритов в течение миллиардов лет. Без воды и атмосферы эти частицы имеют острые, зазубренные формы, что делает их чрезвычайно жесткими для всего, от оборудования до скафандров.
В эпоху «Аполлонов» реголит заставлял оборудование землян изнашиваться быстрее, чем ожидалось, а также представлял опасность для лунного модуля астронавтов и экспериментов, которые они проводили на поверхности. Это связано с тем, что при взрыве двигателя космического корабля каждая частица превращается в осколок, летящий в вакууме со скоростью 3000 м/с.
Этого достаточно для лунного модуля Apollo, который весил 15 тонн при полной заправке, но посадочные устройства, запланированные для будущих миссий, будут весить от 20 до 60 тонн даже во время посадки. Для этого потребуются более мощные двигатели с гораздо большей тягой, а это означает, что когда ракета взрывает глубокую воронку на поверхности, поднимаемая пыль будет намного опаснее на гораздо большей площади.
Очевидным решением этой проблемы было бы создание посадочных площадок, сродни площадкам и взлетно-посадочным полосам в наземных аэропортах, чтобы предотвратить повреждение от обратной струи. К сожалению, это одна из тех ситуаций, когда вы не можете приземлиться, пока не построите площадку −, но вы не можете построить площадку, пока не приземлитесь.
Логично было бы сперва разработать усиленный посадочный модуль, который будет действовать как следопыт, а затем построить площадки для последующих посадок, но, по словам инженеров Masten, одни лишь миссии по строительству площадок будут стоить 120 миллионов долларов США каждая. Так неужели нет более дешевого решения?
Оказывается, есть. Разработанный в сотрудничестве с Honeybee Robotics, Техасским университетом A&M и Университетом Центральной Флориды в рамках конкурса NASA Innovative Advanced Concepts Phase 1, проект технологии распыления глинозема в полете (FAST) завершил годичное предварительное исследование данной концепции.
В режиме FAST керамические частицы оксида алюминия впрыскиваются в факел ракеты при спуске посадочного модуля. Эти частицы покрывают поверхность под ним, консолидируя реголит в твердую «подушку», которая обладает высоким тепловым сопротивлением. Она защитит посадочный модуль не только во время спуска, но и при повторном взлете для возврата на лунную орбиту.
В случае посадочного модуля Artemis частицы глиноземной керамики диаметром около 0,5 мм должны быть впрыснуты в факел ракеты и сформировать начальный слой толщиной 1 мм, на который в свою очередь будут распылены частицы диаметром 0,024 мм, которые будут расплавляться по мере образования. За 10 секунд FAST сможет уложить 186 кг частиц на круг диаметром 6 м. Затем посадочный модуль зависнет еще 2,5 секунды, дожидаясь остывания площадки, после чего приземлится окончательно.
По словам представителей Masten, следующим шагом будет проверка концепции в лунной среде. В случае успеха онf может значительно снизить стоимость исследования и эксплуатации Луны, открывая путь для новых миссий не только на спутнике Земли, но и на Марсе, и в других местах Солнечной системы.
