Pada Apollo 15, anggota kru tidak dapat melihat bahawa mereka sedang turun ke tepi kawah yang luas. Setelah mematikan enjin, modul bulan bergerak ke belakang sekitar 11 darjah ke dalam kawah sehingga alas kaki belakang menghubungi tanah. Pad kaki depan kemudian dari tanah, tidak berat. Kemiringan 11 darjah ini hampir dengan had reka bentuk untuk modul lunar.
(Imej: © NASA)
Pasukan kajian telah kembali melihat Pendaratan bulan Apollo data untuk menilai berapa banyak medan bulan dikeluarkan ke angkasa.
Tidak hanya kru pendaratan Apollo yang kelam kabut oleh debu yang ditiup, menjadikan touchdown menyusahkan, tetapi sejumlah besar batu dan puing-puing juga dikirim terbang semasa pendaratan berkuasa roket.
NASA bertujuan untuk meletakkan angkasawan di bulan lagi pada tahun 2024, jadi apa yang harus dilakukan mengenai masalah debu? Para saintis berusaha untuk mencari jalan penyelesaian yang nampaknya diperlukan sekiranya perjalanan ke bulan adalah menjadi rutin.
Kenangan Apollo
Pertama, ada beberapa kisah sejarah mengenai serangan manusia yang selamat di bulan, bermula dari yang pertama pendaratan bulan Apollo pertama, pada bulan Julai 1969. Sebagai Neil Armstrong, komandan modul Eagle lunar, yang tercermin dalam tinjauan teknikal, "pada jarak kurang dari 100 kaki, kami mulai mendapatkan lembaran debu bergerak yang transparan yang mengaburkan sedikit penglihatan. Ketika kami semakin rendah, jarak pandang terus untuk mengurangkan. "
Begitu juga pada Apollo 12, Pete Conrad berlari ke dalam banyak debu sehingga dia dibutakan ketika dia turun ke permukaan. Dia kemudian menceritakan bahawa "debu sejauh yang saya dapat melihat ke arah mana pun dan menghancurkan kawah dan apa sahaja ... Saya tidak dapat mengetahui apa yang ada di bawah saya. Saya tahu saya berada di kawasan yang baik dan saya hanya akan pergi ke harus menggigit peluru dan mendarat, kerana saya tidak dapat mengetahui sama ada ada kawah di sana atau tidak. "
Beberapa komandan pendaratan Apollo susulan menyatakan kebimbangan yang serupa.
Membuat untuk hari yang buruk
NASA berharap dapat menerapkan pelajaran dari era Apollo ke misi bulan yang akan datang.
"Untuk memartabatkan bromida lama, mereka yang melupakan masa lalu ditakdirkan untuk mendarat seperti itu," kata Chirold Epp, pengurus projek Teknologi Pendaratan dan Penghindaran Bahaya Otonomi di Pusat Angkasa Johnson NASA di Houston.
"Setelah melihat pendaratan di Apollo, saya telah sampai pada dua kesimpulan: Satu, kru tersebut melakukan pekerjaan yang hebat. Dua, data dari beberapa pendaratan menyokong idea yang mesti kita berikan pendaratan bulan masa depan lebih banyak maklumat untuk meningkatkan kemungkinan kejayaan misi, "tambah Epp.
Epp mengatakan bahawa jika modul lunar berhenti pada sudut melebihi 12 darjah, angkasawan mungkin tidak dapat melancarkan diri dari permukaan. "Jadi, jika anak kapal mendarat di atas bukit atau dengan tapak kaki atau dua di atas batu besar atau di kawah, itu boleh membuat hari buruk," katanya.
Fizik ekzos roket
"Bulan adalah badan graviti rendah dan tanpa udara, yang menjadikan kesan roket sangat berbeza daripada yang kita alami di Bumi, "kata Philip Metzger, saintis planet di Florida Space Institute di University of Central Florida (UCF) di Orlando.
"Di Bumi, batu-batu bergerak paling jauh, sementara debu dihentikan hanya dalam jarak dekat dengan tarikan atmosfer Bumi," kata Metzger kepada Space.com. "Di bulan, itu adalah kebalikannya, dengan debu yang paling cepat dan terjauh. Debu tersebut dapat menyebabkan kerosakan teruk pada permukaan bahan jika kita mendarat terlalu dekat dengan perkakasan lain di atau mengorbit bulan."
Ekzos enjin pendaratan lunar meniup debu, tanah, kerikil dan batu pada halaju tinggi dan akan merosakkan perkakasan di sekitarnya - seperti pos luar bulan, operasi perlombongan atau tapak bersejarah - kecuali jika ejektornya dikurangkan dengan betul, kata Metzger.
Selama 20 tahun yang lalu, para penyelidik telah mengembangkan gambaran yang konsisten mengenai fizik ekzos roket yang meniup tanah bulan, "tetapi terdapat jurang yang ketara," kata Metzger. "Tidak ada kaedah pemodelan yang tersedia pada masa ini yang dapat meramalkan kesannya. Namun, asas-asasnya dapat dipahami dengan cukup baik untuk mulai merancang tindakan pencegahan."
Dikehendaki: melancarkan pad
Metzger dan ahli pasukan lain di UCF's Center for Lunar and Asteroid Surface Science (CLASS) mengatakan pendaratan diperlukan untuk misi yang berulang kali mengunjungi pos luar bulan.
Untuk pendaratan lunar, penyelidikan CLASS telah menunjukkan bahawa peledakan pasir yang akan berlaku di pos luar bulan tidak dapat diterima, kerana akan merosakkan optik, sel suria, permukaan kawalan termal dan sendi bergerak pada mekanisme secara berlebihan. Kesan tiupan batu juga boleh merosakkan perkakasan.
Penyelidik Institut Angkasa Florida sedang menyiasat kaedah untuk mengurangkan kesan letupan ini, seperti regolith lunar sintering. Mereka juga melihat robotik untuk membuat jentolak dan membangun tanggul, serta mempertimbangkan penggunaan kerikil atau pavers. Dan mereka menganjurkan satu siri pertandingan robotik untuk teknologi pembinaan landasan bersama dengan syarikat pembelajaran mesin untuk memajukan kemampuan robotik yang diperlukan.
"NASA memandang serius masalah ejecta yang berkaitan dengan interaksi permukaan bulu roket dengan serius," kata Robert Mueller, teknolog kanan dan penyiasat utama di Pejabat Eksplorasi Sistem dan Pembangunan di Pusat Angkasa Kennedy NASA di Florida.
Itu kerana alasan yang baik, kata Mueller; pendarat manusia masa depan akan mempunyai lebih banyak masalah dengan kesan bulu berbanding pendaratan Apollo kerana daya tarikan enjin yang lebih tinggi. Penyelidik NASA sedang mengembangkan konsep untuk pendaratan lunar dan landasan pelancaran untuk pendaratan yang berpakaian juga.
Agensi angkasa kini sedang mengambil langkah untuk menilai kemungkinan kesan dalam persekitaran vakum lunar, kata Mueller kepada Space.com, dengan kod pemodelan komputer baru yang sedang dikembangkan melalui program Penyelidikan Inovasi Perniagaan Kecil dan Pemindahan Teknologi Perniagaan Kecil NASA.
Terperangkap dengan kamera
Belum ada upaya bersama untuk mengurangkan masalah debu bulan, kata Michelle Munk, kemampuan masuk, keturunan dan sistem pendaratan di Pusat Penyelidikan Langley NASA di Hampton, Virginia. "Kami mempunyai kod 'produksi' untuk meramalkan apa yang akan terjadi - tetapi tidak disahkan dengan data, jadi kami benar-benar tidak tahu seberapa baik ramalan itu."
Munk mengatakan sangat sukar untuk menjalankan ujian tanah yang realistik untuk persekitaran bulan, yang akan memberikan data "kebenaran" yang baik. Direktorat Misi Teknologi Angkasa NASA baru-baru ini memulakan projek yang mempunyai komponen ujian tanah dan pemodelan komputasi.
Selain itu, Munk adalah penyiasat utama untuk empat kamera stereo yang akan dibawa di lander Nova-C mesin intuitif, yang dijadualkan dilancarkan pada tahun 2021 pada roket SpaceX Falcon 9 di bawah program Perkhidmatan Lunar Komersial NASA NASA. Muatan dipanggil Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies (SCALPSS).
SCALPSS sedang dikembangkan di NASA Langley dan memanfaatkan teknologi kamera yang digunakan di agensi tersebut Perseverance rover Mars 2020, Kata Munk. Kluster kamera akan menangkap data video dan gambar pegun dari pendaratan ketika bulu mula mempengaruhi permukaan bulan sehingga selepas pemadaman enjin, yang sangat penting untuk reka bentuk kenderaan bulan dan Mars di masa depan, katanya.
- Debu bulan boleh menjadi masalah bagi penjelajah bulan yang akan datang
- 17 misi bulan Apollo NASA dalam gambar
- Tergesa-gesa bulan: NASA mahu perkhidmatan penghantaran bulan komersial dimulakan tahun ini
