Лунная пыль – реальная угроза?

При посадке двигатель посадочной ступени лунного модуля сдувал частицы лунной пыли, и они на огромной скорости врезались в ландшафт.

Посадка «Аполлона-15»

«Астронавты видели, как мельчайшие частицы, не останавливаясь, улетали прямо за горизонт, – сказал Филип Метцгер (Philip Metzger) из Космического центра Джона Ф. Кеннеди управления NASA. – В зависимости от их скорости, они могли облететь пол-Луны или дальше. В большинстве случаев они должны были ударяться о естественные объекты рельефа вроде борта кратера или горного хребта».       

Облака лунной пыли двигались со средней скоростью приблизительно 965-2400 м/с (макс. –  8,690 км/ч). Этого достаточного, чтобы преодолеть гравитацию спутника и выйти на орбиту.

Более глубокое исследование феномена поможет в разработке плана по будущему заселению Луны.

Поведения газа от выхлопов двигателей в вакууме

Установление процесса протекания пыльных бурь, возникших от аппаратов «Аполлона», принадлежит Форресту Лампкину (Forrest Lumpkin ) из Космического центра Джона Ф. Кеннеди в сотрудничестве с “Jacobs Engineering”, Хьюстон. Лампкин со своей командой решил сложную проблему моделирования поведения газов, выбрасываемых двигателями лунного модуля, в условиях вакуума.    

Изучение оригинального видеоматериала посадки «Аполлона» Джоном Лейном (John Lane) и Кристом Иммером (Christ Immer), сотрудников “Arctic Slope Research Corporation” при Космическом центре Джона Ф. Кеннеди, стало также важным фактором в понимании того, как нисходящие газы лунного модуля взаимодействуют с поверхностью Луны.  

«Были разработаны новые способы анализа теней лунного модуля при посадке на старых видеозаписях, – сказал Метцгер. – После изучения теней была определена форма облаков пыли под лунным модулем. Это наши главные источники получения экспериментальных данных по лунному грунту, поднятому выхлопами двигателей».   

Видеозаписи «Аполлона» также показывают, что энергия от газовых выхлопов была достаточна сильной, чтобы поднять вверх камни 15 см. шириной.

Анализ повреждений

В отличие от камней, частицы пыли могут преодолевать достаточно большие расстояния.

Филип Метцгер осматривает ограждение стартовой площадки шаттла – дыра в ограждении была проделана большим камнем

Это подтверждается повреждениями непилотируемого космического аппарата «Сервейор-3», который находился в 183 метрах от места посадки модуля «Аполлон-12» в ноябре 1969 года.

Изучение камеры и механического ковша, возвращённых на Землю астронавтами, показало, что они получили повреждения именно от лунной пыли.

«Создавалось впечатление, что мы видим тени, навечно врезавшиеся в корпус «Сервейора, – сказал Метцгер. – Космическая радиация в лунной среде затемнила поверхности аппарата, и затем распыление частиц от лунного модуля «Аполлона-12» переместило это затемнение, куда только смогла проникнуть пыль».  

Такой же процесс мог запросто повредить светочувствительные поверхности оборудования, а лунная пыль – забиться во внутренние части оборудования поверхности аппарата, что привело бы к его неисправности. 

«Когда сняли крышку крепления камеры с «Сервейор-3», внутри обнаружили немного грунта и частиц пыли, куда они попали через небольшой смотровой люк», – сказал Метцгер.  

Тонкодисперсная пыль шириной приблизительно 10 микронов составляют ту массу, которая была поднята лунным модулем, а более крупные частицы, около 60 микрон (размер очень мелкой песчинки), оставили следы на «Сервейоре-3» в виде сотен микрократеров.   

«Краска на защитной крышке камеры «Сервейор-3» была повреждена, – сказал Метцгер для  SPACE.com. – Каждое пересечение трещин было в месте, куда ударились мелкие частицы, проделав крошечное цилиндрическое отверстие в краске, и из центра расходились трещины как ножки паука на ветровом стекле автомобиля».  

Частицы, которые нанесли эти повреждения, двигались со скоростью примерно 400 м/с. Для сравнения пуля, выпущенная из винтовки, движется со скоростью от 180 до 1500 м/с.

Возможные решения проблемы

Облако частиц, врезавшихся в «Сервейор-3» от неподалёку совершающего посадку космического аппарата является нешуточной угрозой для будущих поселенцев Луны, поэтому перед посадкой корабля близ какого-либо строения должны будут обязательно приниматься меры безопасности (кстати, сейчас полным ходом идут исследования подобных явлений на Марсе).  

«В данный момент мы работаем над несколькими различными способами, как избежать повреждений построек или кораблей в таких случаях. Одна из них – это использование физических особенностей местности как стену, чтобы блокировать облако частиц между местом посадки и строением», – объяснил Филип Метцгер.

«Другая мысль – это создание искусственной преграды, бермы, частично вокруг места посадки для распределения пыли в основных направлениях. Кроме того, рассматривается и возможность изменения самой поверхности, чтобы вовсе исключить опасность от лунной пыли».