NASA изучает, как двигатели поднимают пыль при посадке на Луну
Специалисты Исследовательского центра NASA имени Лэнгли запустили масштабную серию экспериментов в огромной вакуумной камере. Инженеры изучают физику взаимодействия реактивной струи космического корабля с поверхностью Луны. Полученные данные необходимы для обеспечения безопасности астронавтов и сохранности оборудования в будущих миссиях программы «Артемида». Также эта информация пригодится коммерческим партнерам агентства при разработке систем для доставки людей на спутник Земли.
Главная проблема при посадке заключается в поведении лунного грунта. Когда корабль снижается, мощные струи из двигателей поднимают с поверхности пыль, почву и камни. Эшли Корзун, руководитель испытаний в NASA, объясняет риски достаточно просто. При посадке двигатели сдувают огромные объемы реголита. Часть этой породы летит обратно в посадочный модуль, а остальное разлетается в стороны. Обломки могут повредить конструкцию корабля, научные приборы, полезную нагрузку и стоящие неподалеку луноходы. Понимание физики этого процесса критически важно для успеха экспедиции.
Реголит, как живая и мертвая вода — польза и вред от лунной пыли
Испытания проходят внутри сферической вакуумной камеры диаметром около 18 метров. Это самый сложный тест такого рода в истории подобных исследований. Внутри сферы инженеры установили специальный контейнер с имитатором лунного грунта Black Point-1. Частицы этого материала обладают острыми краями и высокой липкостью, поэтому ведут себя почти так же, как настоящая лунная пыль. Двигатели будут запускать над этим контейнером на разной высоте, чтобы проверить разные сценарии посадки и взлета.
Программа испытаний продлится до весны 2026 года и разделена на два этапа. Сначала команда протестирует газовое сопло на сжатом этане. Оно создает тягу около 45 килограммов — примерно столько нужно, чтобы поднять одного человека. Этан нагревается, но не горит, что удобно для начальных тестов. На втором этапе специалисты задействуют гибридный ракетный двигатель, напечатанный на 3D-принтере. Он работает на твердом топливе и газообразном кислороде. Эта система создает струю горячих выхлопных газов и имитирует работу реального двигателя в уменьшенном масштабе.
Каждое тестовое включение двигателя длится всего около шести секунд. За это короткое время множество датчиков успевает собрать подробную информацию. Специальные камеры фиксируют, как формируется кратер под двигателем, с какой скоростью и под каким углом разлетаются частицы грунта, а также какую форму принимает шлейф выхлопных газов. Похожую систему камер NASA уже использовало в марте, чтобы снять работу двигателей модуля Blue Ghost компании Firefly Aerospace.
Полученные результаты помогут инженерам улучшить компьютерные модели и внести изменения в конструкцию космической техники. При этом установка в лаборатории сделана модульной. В будущем имитатор лунного грунта можно заменить на песок, похожий на марсианский, а давление в вакуумной камере настроить под атмосферу Красной планеты. Дэниел Стаббс, инженер Центра космических полетов имени Маршалла, называет эти тесты фундаментом для проектирования безопасных систем посадки не только на Луну, но и на Марс.
На обложке визуализация Pro Космос
Самое популярное
