Оборудование для исследования Луны на любой будущей лунной базе находится в опасности из-за мусора, который будут сбрасывать в него последующие лунные посадочные модули. Эта опасность не просто теоретическая — Surveyor III был посадочным модулем в эпоху Аполлона, который был поврежден спускаемой ракетой Аполлона-12 и возвращен на Землю для более тщательного изучения. Было выдвинуто множество идей, чтобы ограничить этот риск, и мы сообщали о многих из них, от строительства посадочных площадок из расплавленного реголита до 3D-печати взрывозащитного экрана из доступных материалов. Но новая статья исследователей из Швейцарии предлагает гораздо более простую идею — почему бы просто не построить взрывозащитную стену, сложив кучу камней вместе?
На Луне эта задача не так проста, как кажется. Для оценки камней, их сбора и укладки друг на друга, чтобы они не падали, потребовался бы автономный экскаватор. В зависимости от размера камней, эту задачу мог бы успешно выполнить даже ребенок, но для робота это оставалось чем-то из области научной фантастики, по крайней мере, до недавнего времени.
В другой статье некоторых из тех же соавторов описывался автономный робот-укладчик валунов для использования в строительных проектах на Земле. В ней они показали алгоритм управления, который мог успешно складывать каменную стену из валунов среднего размера полностью автономно. Применение его к лунному строительству казалось следующим очевидным шагом.
Кредит – Канал ETH Zurich на YouTube
Но сначала экскаватор должен был убедиться, что вокруг достаточно валунов, чтобы эффективно построить стену. В статье авторы используют данные с Lunar Reconnaissance Orbiter для исследования распределения валунов на двух потенциальных местах посадки — на соединительном хребте Шеклтона-Хенсона и на плато Аристарха. Они также экстраполируют размеры более мелких валунов на основе пределов разрешения LRO и закона распределения размеров валунов. Окончательное подтверждение пришло в виде данных об изобилии камней с другого прибора на LRO, и их окончательные оценки согласились с тем, что должно быть достаточно рыхлого материала для того, чтобы автономный экскаватор мог успешно построить взрывную стену, используя валуны местного происхождения.
Расчет количества материала, необходимого для строительства взрывозащитного экрана, на самом деле был предварительным шагом к подтверждению наличия достаточного количества валунов. Он также был необходим для другого важного расчета — понимания того, сколько энергии потребуется для этого процесса по сравнению с альтернативными решениями с обработанными каменными стенами или посадочными площадками, нагретыми микроволнами. Согласно расчетам автора, укладка существующих камней в два-три раза менее энергоемка, чем альтернативы.
Это не значит, что не осталось препятствий, которые нужно преодолеть. Наиболее очевидным является отсутствие автономного экскаватора, способного работать на Луне. Тот, который использовался в экспериментах на Земле, был непомерно большим, а проектирование системы для использования на поверхности Луны, как известно, сложно из-за радиации и электростатически заряженных частиц пыли. Эти электростатически заряженные частицы также могут стать проблемой, но необходимо дальнейшее моделирование, чтобы понять, повлияет ли значительное накопление пыли на лунные валуны.
Идея сама по себе относительно нова, и у нее есть много преимуществ, учитывая ее преимущества и уже завершенную на Земле демонстрацию доказательства концепции. Таким образом, хотя в настоящее время нет планов по созданию автономно возводимой каменной стены, есть неплохая вероятность того, что эта идея или что-то похожее на нее может быть взято в качестве части инфраструктуры миссии Artemis. По крайней мере, у проектировщиков миссии Artemis будет много потенциальных решений этой проблемы, независимо от их выбора.
Узнать больше:
Вальтер и др. – Автономное строительство лунной инфраструктуры с использованием валунов на месте
UT – NASA хочет построить посадочные площадки на Луне
UT – Как лучше всего построить посадочные площадки на Луне?
UT – Удобное приспособление может сделать лунное строительство легким
Главное изображение:
Чертеж автономного экскаватора, укладывающего на месте валуны для каменной стены.
Автор – Вальтер и др.
