Инженеры NASA провели моделирование эффектов посадки на поверхность Луны в рамках подготовки к отправке астронавтов на Луну в предстоящих миссиях программы Artemis. Анимация, созданная на суперкомпьютерах NASA, демонстрирует последствия посадки Apollo 12 на Луну, а именно эффект, вызванный поднятием лунной пыли.

С помощью суперкомпьютерных моделей было изучено взаимодействие лунного реголита и раскалённых газовых струй, выбрасываемых из двигателя космического аппарата при посадке и взлёте. 

Посадка на Луну – это сложная задача, при которой космический аппарат использует ракетные двигатели для контроля и плавного спуска на поверхность Луны вопреки гравитации.

Модель показывает, как струи двигателя аппарата Apollo 12 взаимодействовали с лунной поверхностью во время посадки в ноябре 1969 года. Боковая сила, вызывающая сдвиговое напряжение на плоской поверхности, вызывала «рябь» реголита на поверхности Луны.

Источник: Patrick Moran, NASA Ames Research Center/Andrew Weaver, NASA Marshall Space Flight Center

Анимация показывает последние полминуты спуска аппарата перед отключением двигателя. Меняющиеся радиальные паттерны отражают интенсивность сдвигового напряжения, где более низкие уровни обозначены тёмно-пурпурным цветом, а более высокие – жёлтым. По мере спуска аппарата, анимация показывает быстрое увеличение сдвигового напряжения, оказываемого на лунную поверхность. Это может вызывать перемешивание слоёв реголита — мелкой сыпучей пыли и камней на поверхности Луны, и в результате приводить к эрозии.

Помимо визуальных препятствий и возможных повреждений аппаратов, пылевые струи также могут осложнить навигацию и работу научных приборов. 

В рамках программы Artemis, направленной на создание долгосрочного присутствия человека на Луне, NASA стремится исследовать более широкие участки лунной поверхности, чем когда-либо ранее. Это предполагает использование более крупных аппаратов и более мощных двигателей, чем у аппаратов программы Apollo.

Хотя аппараты Apollo не создавали кратеров, аппараты большего размера могут вызывать эрозионные эффекты и вызвать образование кратеров на месте посадки, что может представлять риски для стабильности аппарата и экипажа.

При стремлении к созданию устойчивого присутствия на Луне, планировщикам миссий необходимо учитывать взаимодействие будущих аппаратов с лунной поверхностью на неизведанной местности. Представители NASA подчёркивают, что эти компьютерные моделирования могут быть использованы для предсказания последствий посадки будущих миссий с целью минимизации рисков для аппаратов и экипажа.

Подробнее на iXBT