Человечество готовится к возвращению на Луну — теперь с новыми целями и возможностями. Космические агентства и частные компании по всему миру разрабатывают миссии, рассчитанные на более длительное пребывание астронавтов на поверхности, чем это было во времена «Аполлона». На Луне планируется создание постоянных баз, научных лабораторий и, возможно, производств, использующих местные ресурсы.
Однако вместе с тем возникают и новые инженерные вызовы. Один из них — лунная пыль. При посадке или взлете ракеты ее выхлоп выбивает частицы реголита (рыхлого лунного грунта) в разные стороны. Эти микроскопические фрагменты могут разгоняться до огромных скоростей и представляют угрозу для оборудования, солнечных панелей, скафандров и будущих строений. Часть пыли может даже достигать орбиты Луны, создавая опасность для спутников и других космических аппаратов.
Чтобы минимизировать эти риски, инженеры разрабатывают специальные посадочные платформы, сообщает Sciencedirect. Их задача — снизить эрозию поверхности и образование пыли при стартах и посадках. Исследования под руководством Тобиаса Лэмпинга из Института технологии частиц (Германия) сосредоточены на моделировании того, как выхлоп ракеты взаимодействует с лунным грунтом. Ученые используют методы вычислительной гидродинамики и дискретных элементов, чтобы оценить потоки газа, тепловые воздействия и поведение отдельных частиц в условиях Луны.
Команда работает сразу в трех направлениях:
- проводит масштабные симуляции посадок;
- выполняет точечные эксперименты с реголитом;
- разрабатывает математические модели движения пыли.
Такой подход позволяет учитывать как физику струй, так и свойства поверхности, а также тепловую нагрузку на саму платформу. Один из ключевых факторов, выявленных в исследованиях, — температура: разрушение начинается, когда материалы площадки достигают точки плавления. Следующим шагом станет изучение влияния высоты зависания ракеты и размера частиц на степень эрозии. Все расчеты будут проверены лабораторными экспериментами.
Моделирование, выполняемое учеными, — важный элемент стратегического планирования, необходимого для устойчивого присутствия человека за пределами Земли. Решая, казалось бы, простую задачу — как правильно посадить ракету — ученые закладывают фундамент для будущих миссий, которые станут не исключением, а нормой.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что такое искусственная гравитация на Луне и почему без нее невозможна колонизация.
