Praful lunar de mare viteză ar putea întuneca viitorul misiunilor umane pe Lună

Așezarea oamenilor pe Lună este complicată – o lecție pe care astronauții de pe Apollo au învățat-o pe calea cea grea. Folosirea unui motor de rachetă pentru a coborî o navă spațială de mari dimensiuni pe suprafața lunară ridică o mulțime de praf care se deplasează rapid și care poate călători departe, fiind capabil să lovească și chiar să avarieze navele spațiale de pe și din jurul Lunii. Este o problemă pe care unii ingineri spun că trebuie să o abordăm acum, mai ales dacă vrem să aterizăm mai mulți oameni pe Lună în următorul deceniu.

Exploratorii spațiali trebuie să mulțumească mediului unic al Lunii pentru acest efect secundar prăfuit. Vecinul nostru lunar are o dimensiune de aproximativ un sfert din cea a Pământului și are o șesime din gravitația planetei noastre. De asemenea, nu are atmosferă, ceea ce face ca obiectele mici să navigheze cu ușurință deasupra suprafeței pentru o perioadă de timp înainte de a coborî înapoi. Așadar, dacă îndreptați un motor de rachetă spre Lună pentru o perioadă de timp îndelungată – ceea ce de obicei trebuie să faceți pentru a coborî ceva la suprafață – acesta poate accelera cu ușurință murdăria lunară la viteze de mii de metri pe secundă, trimițându-le la sute de kilometri distanță.

Cele câteva aterizări Apollo efectuate în anii 1960 și 1970 nu au fost suficient de puternice sau frecvente pentru a provoca panică în legătură cu acest praf ridicat. Dar acum NASA vrea să se întoarcă pe Lună, de data aceasta pentru a rămâne. Menținerea unei prezențe umane prelungite pe suprafața lunară va necesita o mulțime de aterizări – pentru a transporta oameni, mărfuri, habitate și altele pe Lună. Fără modificări majore ale infrastructurii, acest lucru va crește posibilitatea de a ridica praf care ar putea deteriora navele spațiale din jurul Lunii, siturile istorice Apollo sau chiar baza lunară pe care NASA dorește să o construiască și să o mențină. De asemenea, ar putea duce la tensiuni între națiunile care au nave spațiale în apropiere unele de altele.

„Există un potențial de conflict internațional serios din această cauză”, spune Phil Metzger, fizician planetar la University of Central Florida, care a lucrat la NASA studiind efectele exploziilor de rachete asupra corpurilor planetare.

Polul lunar s-a dovedit a fi un coșmar pentru astronauții de pe Apollo. În primul rând, s-a agățat de orice. Astronauții s-au umplut de praf pe costumele lor, ceea ce a degradat materialul în timp. Particulele au murdărit chiar și o mulțime de echipamente pe care astronauții le foloseau, inclusiv camere, radiatoare, butoane și altele. Iar praful împrăștiat în timpul coborârii pe suprafața lunară a îngreunat capacitatea astronauților de a vedea încotro se îndreptau. „Cred că, probabil, una dintre cele mai agravante și restrictive fațete ale explorării suprafeței lunare este praful și aderența acestuia la orice, indiferent de tipul de material, fie că este vorba de piele, de materialul costumului, de metal, indiferent de ce ar fi”, a declarat astronautul Apollo 17, Gene Cernan, în timpul unei ședințe de bilanț după misiunea din 1973. Confruntarea cu această murdărie va fi o mare bătaie de cap pentru viitoarele misiuni de explorare lunară – mai ales dacă vrem să punem habitate acolo.

Chiar înainte ca oamenii să iasă pe ușa unui lander lunar, praful va fi o problemă, începând din secunda în care se pornește motorul de aterizare. Aici, pe Pământ, dacă ați îndrepta un motor de rachetă spre o grămadă de praf, pietriș și pietre, atmosfera groasă de aer care înconjoară planeta noastră ar încetini mai întâi particulele mai mici, în timp ce particulele mai mari ar trece de rezistența vântului și ar parcurge cele mai mari distanțe. Pe Lună, se întâmplă exact invers. Nu există aer care să înconjoare suprafața lunară, ci doar vid. Așadar, dacă o grămadă de particule ar fi accelerate la viteze mari, particulele mai mici ar călători cel mai repede și la cele mai mari distanțe, în timp ce rocile mai mari ar fi doborâte în curând de gravitația slabă a Lunii.

Este exact ceea ce se întâmplă atunci când folosești un motor de rachetă pentru a coborî la suprafața lunară. Mulțumită a ceea ce am învățat din misiunile Apollo, inginerii au descoperit că un mare modul de aterizare de mărimea modulului lunar Apollo – capabil să scuipe gaze cu aproximativ 2.400 de metri pe secundă – poate propulsa roci și particule de mărimea pietrișului cu 10 până la 100 de metri pe secundă, trimițându-le la distanțe enorme (până la șase terenuri de fotbal). Dar praful fin și nisipul pot atinge o viteză de până la 1.000 de metri pe secundă, propulsându-le la sute de kilometri distanță – sau chiar distribuindu-le peste tot pe Lună.

Toate mașinăriile aflate în calea acestor particule de mare viteză ar putea suferi explozii sau daune serioase. „Ar putea ruina o navă spațială aflată pe orbită în jurul Lunii dacă se întâmplă să se afle în locul nepotrivit la momentul nepotrivit”, spune Metzger. Astronauții de pe Apollo 12 au văzut acest efect atunci când au aterizat pe Lună în noiembrie 1969. Aceștia au aterizat în mod deliberat lângă o sondă robotică numită Surveyor 3, pe care NASA a aterizat pe Lună în 1967. Când au luat cu ei pe Pământ bucăți din sondă, cercetătorii au descoperit că Surveyor 3 fusese sablată temeinic de praful provenit de la aterizare.

„Putem vedea particulele de sol lunar pătrunse adânc în suprafață peste tot pe Surveyor”, spune Metzger, care a condus o echipă care a studiat părți din sonda Surveyor 3 care s-a întors de la Apollo 12. „Putem vedea vopseaua crăpată.”

Problema s-ar putea agrava și mai mult pe măsură ce NASA încearcă să trimită oameni înapoi pe Lună, deoarece unele dintre modulele de aterizare care au fost propuse de companii private precum Blue Origin, Lockheed Martin și SpaceX ar fi mult mai mari decât cele de pe Apollo. Rezultatul tuturor acestor module de aterizare care aterizează pe Lună: și mai mult praf și particule mari aruncate în aer la viteze mai mari.

„Va fi și mai rău”, spune Metzger. „Vor fi chestii de mărimea nisipului suflate complet de pe Lună pe orbită în jurul Soarelui. Particulele mai mari, precum pietrișul, vor fi dispersate pe distanțe mai mari.” Din punct de vedere logistic, aceasta ar putea fi o veste proastă pentru orice habitate viitoare pe care NASA sau alte agenții spațiale ar putea dori să le construiască pe Lună. „Dacă aterizezi prea aproape de avanpostul tău, ar putea fi ca și cum ți-ai împroșca avanpostul cu pietriș care se deplasează cu viteza gloanțelor”, spune Metzger.

Este, de asemenea, o problemă pentru conservarea istorică. Arheologii spațiali sunt interesați să păstreze locurile de aterizare Apollo cât mai intacte posibil, pentru a le putea studia în viitor. „Mai sunt încă multe de învățat din punct de vedere arheologic din aceste situri timpurii”, a declarat pentru The Verge Beth O’Leary, arheolog spațial la New Mexico State University. De exemplu, O’Leary este interesată să compare potențial tehnologia primelor nave spațiale robotizate sovietice care au aterizat pe Lună cu primele nave spațiale de producție americană, dar acest lucru se poate face doar dacă piesele rămân aceleași ca atunci când au aterizat în anii 1960.

„Ai putea face acest lucru doar uitându-te la artefactele sitului în ,” spune O’Leary. „Pentru că atunci când iei ceva, îl poți înregistra, îl poți păstra într-un muzeu, dar îndepărtezi integritatea sitului.”

În plus, O’Leary nu este preocupat doar de artefactele hardware, ci și de caracteristicile pe care astronauții de pe Apollo le-au lăsat în urmă în sol – în special urmele lor lunare. „Orice lucru care este o trăsătură pe Lună riscă într-adevăr să fie deranjat de vânt, de orice fel de forțe erozive”, spune O’Leary. „Iar modul în care ar putea ateriza navele spațiale în viitor sau locul în care ar ateriza le-ar șterge în mod esențial.”

O modalitate de a păstra toate aceste vehicule și utilaje este de a ateriza suficient de departe, astfel încât echipamentele valoroase să rămână intacte. Dar cercetătorii nu știu care este cea mai bună distanță minimă. În 2011, Metzger și o echipă de cercetători au încercat să elaboreze linii directoare cu privire la cât de departe de siturile Apollo ar trebui să aterizeze alte entități, pentru a provoca daune cât mai mici posibil. Echipa a stabilit o distanță de 2 kilometri, dar Metzger spune că acest număr este arbitrar – nu există cu adevărat o distanță minimă de siguranță. Având în vedere că landerii au potențialul de a dispersa praful la nivel global, totul depinde de cât de multe daune sunt considerate „ok”. Roboții lunari pot suporta o anumită cantitate de bombardament – de fapt, praful interplanetar cade pe Lună tot timpul – dar nu este clar când daunele devin o responsabilitate.

„La o anumită distanță, cantitatea de daune pe care o vei provoca ar fi neglijabilă în comparație cu ceea ce face natura”, spune Metzger. „Dar nu suntem suficient de inteligenți pentru a ne da seama care este acea distanță.”

Pentru a atenua riscul de daune, Metzger spune că NASA și alte companii comerciale care se îndreaptă spre Lună trebuie să ia în considerare în mod serios realizarea de platforme de aterizare pe suprafața lunară înainte ca aterizările să devină o rutină. Dar există și capcane pentru această soluție. Aducerea unei platforme de aterizare prefabricate din metal pentru a fi instalate pe suprafață ar necesita cantități uriașe de combustibil și sume uriașe de bani. O altă opțiune este de a folosi microunde sau alte instrumente încălzite pentru a topi solul lunar într-o suprafață plană, dar acest lucru necesită utilizarea de tehnologie experimentală.

În cele din urmă, orice opțiune de platformă de aterizare va necesita noi tehnologii sofisticate și ar putea face ca misiunile lunare să fie mai complexe și mai costisitoare. Având în vedere costurile deja ridicate ale misiunilor de întoarcere pe Lună, este foarte posibil ca NASA și alte companii comerciale să sară peste acest pas. De aceea, Metzger susține că este timpul ca țările să ajungă la un fel de acord cu privire la faptul că deteriorarea navelor lor spațiale lunare va fi o posibilitate foarte reală.

În plus față de siturile Apollo ale Statelor Unite, China și Rusia au trimis ambele roboți pe Lună, iar alte țări, inclusiv India și Japonia, au prăbușit nave spațiale pe suprafața lunară. Aceste vehicule, sau rămășițele lor, ar putea fi în linia de tragere, indiferent de locul în care se așează un mare modul de aterizare uman. „Cred că trebuie să avem un acord internațional prin care să fim cu toții de acord că ni se va permite să ne sablăm reciproc hardware-ul”, spune Metzger. „Dacă nu putem cădea de acord asupra acestui lucru, atunci înseamnă că pur și simplu nu poți ateriza în anumite locuri pe Lună. Și asta înseamnă că țările vor putea să revendice un teritoriu efectiv.”

SUA este încă la mulți ani distanță înainte ca oamenii să călătorească spre și de pe Lună cu regularitate, așa că există încă destul timp să ne gândim la acest lucru înainte de a apărea tensiuni internaționale. Dar dacă NASA și industria spațială privată sunt cu adevărat serioase în ceea ce privește mersul pe Lună pentru a rămâne, aceste organizații vor trebui să se familiarizeze foarte bine cu particulele care acoperă suprafața lunară. Pentru că vehiculele lor vor împrăștia praf lunar peste tot pe Lună, fie că vor dori sau nu.

.