כיצד תתמודד נאס'א עם בעיית אבק הירח לנחיתות הירח של ארטמיס?

בעיית אבק ירח בתוכנית אפולו

באפולו 15, אנשי הצוות לא יכלו לראות שהם יורדים על שפת מכתש רחב. לאחר כיבוי המנוע, מודול הירח התנדנד לאחור בערך 11 מעלות לתוך המכתש עד שכרית כף הרגל האחורית יצרה קשר עם הקרקע. כרית כף הרגל הקדמית ירדה אז מהקרקע, ולא נשאה משקל. הטיה זו של 11 מעלות הייתה קרובה לגבולות העיצוב של מודול הירח. (אשראי תמונה: נאס'א)





צוותי מחקר חזרו לבחון את נתוני נחיתת הירח של אפולו כדי להעריך כמה שטח הירח נפלט לחלל.

לא רק צוותי הנחיתה של אפולו התערפלו על ידי האבק המפוצץ, מה שהפך את הנגיעות לבעייתיות, אלא גם כמויות ניכרות של סלעים ופסולת נשלחו לעוף במהלך הנחיתות המופעלות על ידי רקטות.

נאס'א שואפת להעלות שוב אסטרונאוטים לירח עד שנת 2024, אז מה לעשות בבעיית האבק? מדענים מנסים לתכנן את הדרך לעקיפת הבעיה שנראית כנדרשת כדי לנסוע לירח כדי להפוך לשגרה.



קָשׁוּר: מורשת הירח: 45 תמונות משימת אפולו הירח

זכרונות אפולו

ראשית, ישנם מספר דיווחים היסטוריים הנוגעים לנגיעות בטוחות של בני אדם על הירח, החל ממש נחיתת הירח הראשונה של אפולו, ביולי 1969 . כניל ארמסטרונג, מפקד מודול הירח של הנשר, המשתקף בתחקיר טכני, 'במשהו פחות ממאה רגל, התחלנו לקבל גיליון שקוף של אבק נעים שהסתיר מעט את הראות. ככל שהורדנו, הראות המשיכה לרדת״.

באופן דומה, על אפולו 12 , פיט קונרד נתקל באבק רב כל כך עד שהוא סנוור כשהוא יורד סופית אל פני השטח. מאוחר יותר הוא סיפר כי 'האבק הלך רחוק ככל שיכולתי לראות לכל כיוון ומכתשים מוחקים לחלוטין וכל דבר אחר ... לא יכולתי לדעת מה יש מתחתי. ידעתי שאני באזור טוב באופן כללי ופשוט אצטרך לנשוך את הכדור ולנחות, כי לא יכולתי לדעת אם יש מכתש שם למטה או לא. '



מספר מפקדי הנחיתה של אפולו ציינו חששות דומים.

בעיית אבק ירח בתוכנית אפולו

אבק נעקר על ידי פליטה מנחיתת הירח של משימת אפולו 15, פלקון.(אשראי תמונה: נאס'א)



עושה ליום רע

נאס'א מקווה ליישם את הלקחים מתקופת אפולו למשימות ירח עתידיות.

'לפרפרזה על ברומיד ישן, מי ששוכח את העבר נידון לנחות כמוהו', אמר צ'ירולד אפ, מנהל הפרויקט של טכנולוגיית נחיתה אוטונומית והימנעות מפגעים במרכז החלל ג'ונסון של נאס'א ביוסטון.

'לאחר שבדקתי את הנחיתות של אפולו, הגעתי לשתי מסקנות: האחת, הצוותים האלה עשו עבודה מצוינת. שתיים, נתונים מכמה מהנחיתות תומכים ברעיון שעלינו לתת נוחי ירח בעתיד מידע נוסף כדי להגדיל את ההסתברות להצלחת המשימה ', הוסיף אפ.

עפ אמר כי אם מודול ירח ינוח בזווית מעבר ל 12 מעלות, ייתכן שהאסטרונאוטים לא יוכלו לשגר את עצמם מעל פני השטח. 'לכן, אם צוות נחת על גבעה או עם כף רגל או שתיים על סלע גדול או במכתש, זה יכול לגרום ליום רע', אמר.

בעיית אבק ירח בתוכנית אפולו

במהלך משימת אפולו 12, האסטרונאוט פיט קונרד נתקל בכל כך הרבה אבק עד שירידתו הסופית אל פני השטח נעשתה בעיוורים, ונחתה על שפת המכתש.(אשראי תמונה: נאס'א)

פיזיקה של פליטת רקטות

' הירח הוא גוף בעל כבידה נמוכה וחסר אוויר, מה שהופך את השפעות הרקטה השונות מאוד למה שאנו חווים על כדור הארץ ', אמר פיליפ מצגר, מדען פלנטרי במכון החלל של פלורידה באוניברסיטת מרכז פלורידה (UCF) באורלנדו.

'על פני כדור הארץ, סלעים נוסעים הכי רחוק, בעוד שאבק נעצר במרחק קצר משם על ידי גרירת האטמוספירה של כדור הארץ', אמר מצגר ל- guesswhozoo.com. ״על הירח, זה בדיוק ההפך, כשהאבק הולך הכי מהר והכי רחוק. האבק יכול לגרום נזק חמור למשטחי החומרים אם ננחת קרוב מדי לחומרה אחרת על הירח או המקיף אותו. '

פליטת מנוע נחיתה ירחית נושפת אבק, אדמה, חצץ וסלעים במהירות גבוהה ותפגע בחומרה שמסביב - כגון מאחזי ירח, פעולות כרייה או אתרים היסטוריים - אלא אם כן הפליטה תיפגע כראוי, אמר מצגר.

במהלך 20 השנים האחרונות, חוקרים פיתחו תמונה עקבית של הפיזיקה של פליטת רקטות הנושפת אדמת ירח, 'אך קיימים פערים משמעותיים', אמר מצגר. 'אין שיטת דוגמנות זמינה כיום יכולה לחזות את ההשפעות באופן מלא. עם זאת, היסודות מובנים מספיק טוב כדי להתחיל בעיצוב אמצעי נגד '.

קָשׁוּר: עומס ירח: תוכניות פרטיות לנחיתת ירח

בעיית אבק ירח בתוכנית אפולו

שיחה קרובה של אפולו 14: כלי הנחיתה של המשימה חוו הטיה של 7 מעלות.(אשראי תמונה: נאס'א)

מבוקש: השקת רפידות

מצגר וחברי צוות אחרים במרכז UCF למדעי הירח והאסטרואידים (CLASS) אומרים כי יש צורך בכריות נחיתה למשימות הפוקדות שוב ושוב מוצב ירח.

עבור נחיתות ירח, מחקר CLASS הראה כי התזת חול שתתרחש במוצב ירח אינה מקובלת, מכיוון שהיא תשפיל יתר את האופטיקה, תאים סולאריים, משטחי בקרה תרמית ומפרקים נעים על מנגנונים. השפעות של ניפוח סלעים עלולות גם לשבור חומרה.

חוקרי מכון החלל בפלורידה בוחנים שיטות למתן את ההשפעות של פיצוצים אלה, כגון סינכרון רגולית ירח. הם גם בוחנים רובוטיקה לבולדוזים ולבניית מטבחים, כמו גם שוקלים שימוש בחצץ או מרצפות. והם מארגנים סדרת תחרויות רובוטיקה לטכנולוגיות בניית כריות נחיתה בשיתוף עם חברות למידת מכונה כדי לקדם עוד יותר את היכולות הרובוטיות הדרושות.

'נאס'א מתייחסת ברצינות רבה לסוגיות הפליטה הפוטנציאליות הקשורות לאינטראקציה של משטח הרקטות של משטח הרקטה', אמר רוברט מולר, טכנולוג בכיר וחוקר במשרד מערכות ופיתוח במרכז החלל קנדי ​​של נאס'א בפלורידה.

זו סיבה טובה, אמר מולר; לנחתים אנושיים בעתיד יהיו יותר בעיות עם השפעות פלומה מאשר לנחיתות אפולו בגלל דחף מנוע גבוה יותר. חוקרי נאס'א מפתחים מושגים לנחיתת ירח וכריות שיגור גם לנחתות מאוישות.

סוכנות החלל נוקטת כעת בצעדים כדי להעריך את ההשפעות האפשריות בסביבת ואקום ירחי, אמר מולר ל- guesswhozoo.com, עם קודי דוגמנות מחשבים חדשים שפותחו באמצעות מחקר חדשנות לעסקים קטנים של NASA ותוכניות העברת טכנולוגיות לעסקים קטנים.

בעיית אבק ירח בתוכנית אפולו

חוקרים בודקים את הצורך בכריות נחיתה למשימות המבקרות שוב ושוב במוצב ירח.(אשראי תמונה: רוב מולר, ביצת עבודות, נאס'א, KSC)

נתפס במצלמה

לא הייתה שום מאמץ מתמיד כדי להקל על בעיית אבק הירח, אמרה מישל מונק, מנהלת יכולות כניסה, ירידה ונחיתה במרכז למחקר לנגלי של נאס'א בהמפטון, וירג'יניה. 'יש לנו קוד' ייצור 'כדי לחזות מה יקרה - אך הוא אינו מאומת עם נתונים, כך שאנו באמת לא יודעים עד כמה התחזיות טובות'.

מונק אמר שזה מאתגר במיוחד לבצע בדיקת קרקע מציאותית לסביבת הירח, שתספק נתוני 'אמת' טובים. מנהל משימות טכנולוגיות החלל של נאס'א החל לאחרונה פרויקט הכולל רכיבי בדיקה קרקעיים ומודלים חישוביים.

בנוסף, מונק הוא החוקר הראשי של ארבע מצלמות סטריאו שיובאו על סיפון נחתת הירח Nova-C Intuitive Machines, שאמורה לשגר בשנת 2021 על רקטת SpaceX Falcon 9 במסגרת תוכנית שירותי מטען ירח מסחריים של נאס'א. המטען נקרא מצלמות סטריאו ללימודי משטח פלומה ירחי (SCALPSS).

SCALPSS מפותחת ב- NASA Langley ומנצלת את טכנולוגיית המצלמות המשמשת את הסוכנות התמדה רובר מאדים 2020 , אמר מונק. אשכול המצלמות יתעד נתוני וידיאו ותמונת סטילס של פלומה של הנחתת כשהפלומה תתחיל להשפיע על פני הירח עד לאחר כיבוי המנוע, וזה קריטי לעיצובי הירח והרכב העתידיים, אמרה.

לאונרד דיוויד הוא מחבר הספר ' מהירות הירח: מרוץ החלל החדש ', שפורסם על ידי נשיונל ג'יאוגרפיק במאי 2019. סופר ותיק ב- guesswhozoo.com, דיווח דיוויד על תעשיית החלל במשך יותר מחמישה עשורים. עקבו אחרינו בטוויטר @Spacedotcom אוֹ פייסבוק .

הצעה: חסכו לפחות 56% עם עסקת המגזינים האחרונה שלנו!

מגזין הכל אודות החלל לוקח אותך למסע מעורר יראה במערכת השמש שלנו ומעבר לו, מהטכנולוגיה והחלליות המדהימות שמאפשרות לאנושות להסתובב במסלול, ועד למורכבות של מדעי החלל. צפה בעסקה