|
Сплоченность и хаос на поверхности Луны
|
|
|
|
Большинство людей, интересующихся исследованиями космоса, уже знают, что лунная пыль - это настоящий кошмар, с которым приходится иметь дело. Мы уже сообщали о многочисленных потенциальных методах борьбы с этим, начиная от 3D-печати посадочных площадок, чтобы при приземлении ракеты не подвергать все вокруг пескоструйной обработке, и заканчивая использованием жидкого азота для удаления пыли с одежды. Но факт остается фактом: при любом длительном пребывании на Луне работа с находящейся там пылью является одной из самых важных задач.
|
|
|
|
Новая статья, опубликованная на сервере препринтов arXiv доктором Славой Турышевым из Лаборатории реактивного движения НАСА, который является настолько эрудированным специалистом, что наша последняя статья о его исследованиях была посвящена телескопу с солнечной гравитационной линзой, обновляет наше понимание физических свойств лунной пыли, предоставляя более точную информацию, которую инженеры могут использовать в своих исследованиях. мы можем использовать его для разработки следующего поколения марсоходов и инфраструктуры, поддерживающей экспансию человечества к нашему ближайшему соседу.
|
|
|
|
Почему лунная пыль так опасна
|
|
|
|
Так почему же пыль является такой проблемой на Луне? На Луне нет круговорота воды, в результате чего пыль на Земле "размывается" до достаточно мягких форм, таких как овалы и сферы. Тщательный осмотр молекул пыли на Луне показывает, что они неровные и острые, что делает их склонными прилипать к вещам и повреждать их в процессе.
|
|
|
|
|
|
|
В дополнение к этой тенденции доктор Турышев отмечает, что силы ван-дер-Ваальса (то есть силы сцепления, которые склеивают пыль) в 100 миллионов раз сильнее лунной гравитации. Как только пыль оседает на чем—либо — будь то внешняя сторона скафандра или внутренняя часть снаряжения марсохода, - ее чрезвычайно трудно удалить, а из-за ее заостренности она чрезвычайно вредна для всего, к чему прикасается.
|
|
|
|
В статье также говорится о других проблемах, связанных с пылью. Он обладает электропроводностью, а это означает, что если он прикрепится к антенне, например, к той, которая используется для связи с марсоходом во время полета, это может ослабить (или "ослабить") сигнал, ограничивая дальность действия системы связи. Более того, то, как это происходит, зависит от того, откуда взялась пыль. В лунной зоне Maria она действует как диэлектрическая нагрузка, в то время как в высокогорье она действует скорее как емкостной "отстройщик", что затрудняет поддержание определенной частоты.
|
|
|
|
Уникальные проблемы с пылью в затененных регионах
|
|
|
|
Области, находящиеся в постоянной тени, имеют свои собственные проблемы, связанные с пылью. Поскольку это одни из наиболее интересных областей для исследования Луны из-за наличия водяного льда, понимание того, как эффективно ориентироваться в них, будет иметь решающее значение для любой долгосрочной лунной миссии. В условиях PSRs электропроводность пыли чрезвычайно низкая, что приводит к накоплению электростатического заряда в любой системе, которая проходит через нее или покрыта ею. Это может вызвать электростатический разряд, который может вывести из строя чувствительную электронику, если она не предназначена для защиты от него.
|
|
|
|
Новые данные, полученные с помощью зонда ChaSTE на посадочном модуле "Чандраян-3", показывают, что теплопроводность пыли достаточно высока, чтобы она могла привести к перегреву систем из-за изоляции устройств тепловой разгрузки, таких как радиаторы. Однако индийская миссия обнаружила, что всего в паре сантиметров под поверхностью реголит гораздо более уплотнен и проводит тепло намного лучше, чем мелкие частицы на поверхности.
|
|
|
|
Как пыль перемещается и влияет на миссии
|
|
|
|
Новые данные были получены в ходе эксперимента NILS, проведенного на борту посадочного модуля "Чанъэ-6". Было обнаружено, что солнечная радиация создает слой заряженных ионов водорода вблизи поверхности на дневной стороне Луны. Этот слой может непосредственно влиять на перенос пыли, модифицируя "плазменную оболочку", которую инженеры используют для учета переноса пыли. На самом деле, "электростатический прыжок", при котором пыль может буквально подниматься на несколько футов в воздух, является одним из трех способов переноса пыли, рассмотренных в статье. Обычно это происходит вблизи границы между днем и ночью, где электрические заряды настолько велики, что преодолевают гравитацию Луны и поднимают пыль в воздух.
|
|
|
|
Одним из других механизмов переноса является выброс микрометеороидов, который уже относительно хорошо изучен, но важно отметить, что пыль от этих столкновений, по сути, создала постоянное "облако" пыли, плавающее над поверхностью Луны. Последний механизм переноса создан сам по себе, но в статье также содержатся некоторые новые идеи.
|
|
|
|
Когда ракеты приземляются, они поднимают вокруг себя огромный столб пыли, по сути, взрывая песком все в радиусе нескольких километров. Данные, полученные со стереокамер для исследования поверхности лунного шлейфа (SCALPSS) в ходе злополучной миссии Intuitive Machine Odysseus, показывают, что "скорость эрозии" (т.е. насколько быстро сдувается пыль) шлейфов от ракет в 4-10 раз выше, чем предполагалось первоначально. Принимая это во внимание, потребуется, чтобы ракеты либо приземлялись дальше от долговременной базы, либо чтобы сама база была спроектирована таким образом, чтобы выдерживать еще более сильные выбросы пыли, чем предполагалось первоначально.
|
|
|
|
На данный момент это всего лишь полезная информация для инженеров, планирующих наш следующий раунд исследований Луны. Возможно, не все это хорошие новости, но не вся наука хороша, и лучше взяться за такую важную задачу, как экспансия человечества в другие миры, с ясным пониманием, чем тоскливо желать, чтобы все было проще. Лунная пыль будет проблемой, с которой нам придется иметь дело на Луне — нам просто придется с этим смириться.
|
|
|
|
Источник
|
