登月:解決月塵瀰漫是個大問題


登月:解決月塵瀰漫是個大問題


在阿波羅15號上,機組人員看不到他們正降落到一個寬闊的隕石坑邊緣。

在關閉引擎後,登月艙向後搖晃了大約11度,進入隕石坑,直到後腳墊接觸到地面。

當時前腳墊脫離地面,沒有承受重量。

這個11度的傾斜接近登月艙的設計極限。


登月:解決月塵瀰漫是個大問題

阿波羅登陸員不僅被吹來的塵埃弄得霧濛濛的,給著陸帶來了麻煩,而且在火箭動力著陸的過程中,大量的岩石和碎片也被送到月空。

NASA的目標是到2024年再次將宇航員送上月球,那麼如何解決塵埃問題呢?

科學家們正在試圖設計出似乎需要的變通辦法,以使登月旅行成為例行公事。

阿波羅記憶。

首先,從1969年7月第一次阿波羅登月開始,有幾個關於人類安全著陸月球的歷史記載。

正如老鷹登月艙指揮官尼爾·阿姆斯特朗在一次技術彙報中所反映的那樣,“在不到100英尺的高空,我們開始看到一層透明的移動塵埃,有點遮擋了能見度。隨著我們變低,能見度繼續下降。”

同樣,在阿波羅12號上,皮特·康拉德在最後一次降落到地面時,遇到了如此多的塵埃,以至於眼睛看不到任何東西。

他後來講述說,“灰塵在我能看到的任何方向都飛到了盡頭,完全抹去了隕石坑和其他任何東西,我不知道我下面是什麼。我知道我在一個總體上很好的區域,我只能咬緊牙關降落,因為我不知道下面是否有隕石坑。”

幾名後續的阿波羅著陸指揮官也注意到了類似的擔憂。

登月:解決月塵瀰漫是個大問題

為糟糕的一天做準備。

NASA希望將阿波羅時代的經驗教訓應用到未來的月球任務中。

休斯敦NASA約翰遜航天中心自主著陸和危險避免技術的項目經理埃普說:“套用一句老話,那些忘記過去的人註定要像這樣著陸。”

“看過阿波羅登月後,我得出了兩個結論:第一,這些宇航員做了很好的工作。第二,幾次著陸的數據支持我們必須給未來的登月者更多的信息,以增加任務成功的可能性。”

如果登月艙以超過12度的角度停下來,宇航員可能無法將自己發射出表面。

因此,如果機組人員降落在山上,或者用一兩個腳墊踩在大石頭或隕石坑上,那可能會造成糟糕的一天。

在阿波羅12號任務期間,宇航員皮特·康拉德遇到了如此多的塵埃,以至於他最後一次降落到地面是在盲目的情況下進行的,降落在一個隕石坑的邊緣。

登月:解決月塵瀰漫是個大問題

火箭排氣物理學。

行星科學家菲利普·梅茨格說:“月球是一個低重力、無空氣的天體,這使得火箭羽流的影響與我們在地球上的體驗截然不同。”

梅茨格說:“在地球上,岩石傳播的距離最遠,而塵埃被地球大氣層的阻力擋住,飛不了太遠的距離。”

“在月球上,情況正好相反,塵埃的移動速度最快,距離最遠。如果我們降落在月球上或圍繞月球運行的其他硬件太近,塵埃可能會對材料表面造成嚴重破壞。”

梅茨格說,月球著陸器發動機的廢氣高速吹起灰塵、土壤、礫石和岩石,並將損害周圍的硬件-如月球前哨、採礦作業或歷史遺蹟-除非噴出的廢氣得到適當的緩解。

梅茨格說,在過去的20年裡,研究人員已經對火箭尾氣吹走月球土壤的物理圖像做出了一致的描述,“但仍存在重大差距。”

“目前還沒有一種可用的建模方法可以完全預測影響。然而,對基礎知識的理解已經足夠好,可以開始設計對策。”

阿波羅14號千鈞一髮:此次任務的登陸艇經歷了7度傾斜。


登月:解決月塵瀰漫是個大問題

梅茨格和UCF月球和小行星表面科學中心(CLASS)的其他團隊成員說,重複訪問月球前哨的任務需要著陸臺。

佛羅里達空間研究所的研究人員正在研究減輕這些塵埃影響的方法,比如燒結月球風化層。

他們還在研究用於推土機和建造護堤的機器人技術,以及考慮使用碎石或攤鋪機。

他們正在與機器學習公司合作,組織一系列關於登陸臺建設技術的機器人比賽,以進一步提高必要的機器人能力。

未來的人類著陸器將比阿波羅著陸器有更多的羽流效應問題,因為發動機推力更高。


作者倫納德·大衛

冬哥譜科編譯


分享到:


相關文章: