Инженеры предложили построить первую лунную посадочную площадку из плавленого реголита
Инженеры команды из Университета Пердью разработали практичный подход к строительству первых посадочных и стартовых площадок на Луне: прямо из лунного реголита, не доставляя бетон и металл с Земли. Работа опубликована в журнале Acta Astronautica.
Посадочная площадка нужна для защиты техники и инфраструктуры. Тяжелые ракеты — в том числе лунная версия Starship — при посадке и взлете бьют выхлопом двигателей прямо в грунт, разбрасывая пыль и камни на сотни метров. Это опасно как для самой ракеты, так и для расположенных поблизости модулей будущей лунной базы. Без подготовленной поверхности каждая посадка будет разрушать грунт и постепенно выводить площадку из строя.
Сложность в том, что механические свойства лунного грунта до сих пор изучены не полностью. Авторы работы предлагают не дожидаться исчерпывающих данных, а проектировать площадки, опираясь на минимальную необходимую информацию и проверяя решения непосредственно на Луне. Конкретнее, они предлагают плавить реголит: нагревать лунный грунт, превращая его в твердую плиту, способную выдерживать нагрузку от ракеты.
Моделирование показало, что такая плита может выдерживать нагрузку тяжелого посадочного аппарата, если правильно выбрать толщину. Для корабля массой около 50 тонн оптимальной оказалась плита примерно 30–35 см. Толще — не значит надежнее: из-за резких перепадов температуры (лунные день и ночь длятся по две недели) слишком большая плита быстрее трескается.
Отдельная проблема — тепловые удары от двигателей. Расчеты показывают, что при взлете ракеты сильно нагревается только верхний слой реголита, но многократные старты все равно будут постепенно скалывать поверхность. Это ожидаемо: площадка проектируется не как вечная, а как обслуживаемая конструкция.
Порядок действий следующий: начала автоматы собирают данные о грунте и температурных нагрузках, затем роботы строят первую площадку, а после этого инженеры наблюдают, как она деформируется и трескается со временем. На основе этих данных конструкцию можно дорабатывать. Строить такие объекты вручную, конечно, невозможно — все должны делать автономные или дистанционно управляемые роботы. Люди в скафандрах для такой работы слишком уязвимы и медлительны.
В этом материале мы подробно разбирали, как программа «Артемида» собирается вернуть людей на Луну и с какими техническими трудностями она сталкивается.
Визуализация Ketan Vasudeva/M. Reza Emami
Самое популярное
