|
Работа в экстремальных лунных условиях
|
|
|
|
Когда люди в конечном итоге отправятся на Луну для долгосрочного исследования и заселения, им понадобится оборудование и скафандры, изготовленные из хорошо протестированных материалов. Вот где пригодится испытательный стенд НАСА для окружающей среды на Луне (LESTR). Он имитирует экстремально холодные условия лунной ночи прямо здесь, на Земле, в лаборатории НАСА в Гленне, испытывая материалы, связанные с Луной, при температурах от 40 до 125 К (от -233°C до -148°C) в вакууме.
|
|
|
|
"Мы работаем над созданием сплава с памятью формы нового поколения, который способен функционировать при температурах до 40 градусов Кельвина, что является одним из самых холодных регионов, куда мы могли бы отправиться с помощью марсохода", - сказал доктор Санто Падула II, главный исследователь LESTR в Гленне. "С помощью этой установки мы сможем проверить, как сплавы с памятью формы будут вести себя в самых холодных районах Луны и Марса. Для нас это будет очень важный день: мы сможем увидеть, как выглядят их свойства при таких низких температурах — чего мы никогда раньше не видели".
|
|
|
|
Имитация лунной пустыни
|
|
|
|
Почему такие жесткие требования? Это потому, что все, что отправляется на Луну, должно безупречно функционировать в самых разных условиях. Например, температура на Луне меняется от очень холодной ночью до невыносимо жаркой днем. И не только это, но и то, что на Луне нет защитной атмосферы. Итак, чтобы что-либо могло существовать в такой лунной глуши, оно должно выдерживать эти условия.
|
|
|
|
|
|
|
"Точно так же, как ни одно здание не строится без точного знания того, как ведут себя строительные материалы, ни одна космическая миссия не обходится без надежного конструктивного решения, основанного на знании того, как ведут себя используемые в нем материалы", - сказал Ариэль Димстон, технический руководитель LESTR в NASA Glenn.
|
|
|
|
Как лунное пространство, так и пространство между Землей и Луной создают проблемы для всего, что приземляется и перемещается по поверхности. Очень холодные условия влияют на печатные платы, электрические соединения, резиновую арматуру и стекло. Все это может замерзнуть и разрушиться, в результате чего астронавты останутся без жизненно важных систем. В течение многих лет НАСА тестировало компоненты миссии с использованием жидких криогенов, таких как водород и гелий. Инженеры используют их в специальных резервуарах, что является непростой задачей.
|
|
|
|
Именно здесь в дело вступает технология LESTR. Она обеспечивает такое же охлаждение, как и при криогенном охлаждении, но без использования жидкостей и специальных приспособлений, которые требуются при традиционном криогенном тестировании, таких как аппараты Дьюара и влажные нагреватели. Кроме того, она безопаснее и более доступна по цене. LESTR - это, по сути, узкоспециализированный холодильник, называемый криоохладителем.
|
|
|
|
"Особенность LESTR в том, что вся установка работает в абсолютно сухом вакууме: ни жидкого азота, ни жидкого гелия, ничего жидкого", - сказал Димстон. "Это первая механическая испытательная установка, которая позволяет избежать всех проблем, связанных с криогенными жидкостями".
|
|
|
|
Тестирование материалов
|
|
|
|
Димстон и его команда тестируют различные материалы в LESTR, чтобы понять, какие из них могут выдерживать лунные и космические условия, а какие — нет. Они тестировали нити, которые могут быть использованы в будущих скафандрах и средах обитания. В конечном итоге они надеются протестировать материалы, из которых будут изготовлены шины для вездеходов. Им нужно что-то, что сохранит свою "память формы" после экстремальных холодных условий. Идеальная технология сплавов с памятью формы может помочь будущим марсоходам передвигаться по неровным каменистым поверхностям Луны и Марса без риска получить спущенные шины.
|
|
|
|
Поскольку полеты "Артемиды" на Луну продолжатся в течение следующего десятилетия, хорошо протестированные материалы станут важной частью среды обитания, транспортных средств, приборов и другого оборудования, необходимого астронавтам для высадки на Луну и начала ее исследования. Южный полюс Луны представляет особый интерес, поскольку на нем могут быть хорошо спрятанные залежи водяного льда и гидратированных минералов. В постоянно затененных кратерах температура может достигать -250 °C. Любое оборудование, используемое там, должно быть способно выдерживать такие низкие температуры и продолжать функционировать. Это включает в себя скафандры астронавтов, а также приборы и марсоходы, которые они будут использовать во время своих исследований.
|
|
|
|
В конечном счете, то, что НАСА узнает в ходе испытаний LESTR, также пойдет на пользу марсианским миссиям. Хотя на Красной планете не такие холодные условия, как на Луне, окружающая среда на Ней сложная. Поэтому любые материалы, отправленные туда, могут быть и будут смоделированы НАСА и его партнерами. Эти экспедиции на Марс с экипажами проведут месяцы в космосе на пути туда и обратно, и астронавтам потребуется больше времени для изучения поверхности Марса. Все материалы, используемые на их корабле, места обитания, скафандры и приборы будут сначала протестированы здесь, на Земле. Кроме того, НАСА будет использовать уроки, извлеченные на Луне, при разработке сроков и материалов для первых марсонавтов в ближайшие десятилетия.
|
|
|
|
Источник
|
