Průzkum vesmíru vyžaduje nejrůznější zajímavá řešení složitých problémů. Existuje pobočka NASA určená na podporu inovátorů, kteří se snaží tyto problémy vyřešit – Institute for Advanced Concepts ( NIAC ). Občas rozdávají grantové financování hodnotným projektům, které se snaží některé z těchto výzev řešit. Výsledky jednoho z těchto grantů jsou nyní k dispozici a jsou zajímavé. Tým z Masten Space Systems , podporovaný Honeybee Robotics, Texas A&M a University of Central Florida, přišel se způsobem, jak by si lunární lander mohl po cestě dolů položit vlastní přistávací plochu.
Lunární prach představuje významný problém pro všechny poháněné landery na povrchu. Retrográdní rakety potřebné k jemnému přistání na měsíčním povrchu také vykopnou prach a rozkývají se do vzduchu, což potenciálně poškodí samotný lander nebo jakoukoli okolní lidskou infrastrukturu. Přistávací plocha by zmírnila dopad tohoto prachu a poskytla by stabilnější místo pro samotné přistání.
Grafika znázorňující rozdíl mezi přistáním s depozičním systémem nebo bez něj.
Kredit – Masten Space Systems
Ale postavit takovou přistávací plochu tradičním způsobem by bylo neúměrně drahé. Současné odhady uvádějí náklady na vybudování lunární přistávací plochy za použití tradičních materiálů přibližně 120 milionů dolarů. Každá taková mise také trpí problémem slepice a vejce. Jak zajistit, aby materiály pro stavbu přistávací plochy přistály na místě, pokud žádná přistávací plocha není?
Technologie, kterou Masten vyvinul, je důmyslným řešením obou těchto problémů. Umístění přistávací plochy při sestupu by umožnilo vesmírným plavcům mít přistávací plochu na místě dříve, než tam vesmírná loď vůbec přistane. Jeho instalace by také stála mnohem méně, protože vše, co je potřeba, je relativně jednoduchá přísada do výfuku rakety, která je již vystřelována na povrch.
Grafika zobrazující celý systémový proces vstřikovače částic FAST.
Kredit – Master Space Systems
Mastenova obecná myšlenka je dostatečně snadno pochopitelná. Přidání pevných pelet do výfuku rakety by umožnilo tomuto materiálu částečně zkapalnit a usadit se v zóně výbuchu výfuku, případně jej ztvrdnout do bodu, kdy prach již není faktorem, protože je zapouzdřen v tvrdém vnějším obalu. Masten věřil, že dokáže najít ten správný materiál, který by mohl přidat do výfuku rakety, aby to dokázal.
Úspěch nebo neúspěch by vedl k fyzikálním vlastnostem aditivních pelet. Jakékoli aditivum s příliš velkou tolerancí vůči teplu by se ve výfuku rakety správně nerozpustilo a v podstatě by bombardovalo povrch malými kulkami. Na druhou stranu jakákoli přísada s příliš malou tepelnou tolerancí by mohla být výfukovými plyny rakety úplně roztavena a odpařena do zbytečného mraku.
Příklad toho, jak velké množství prachu lze vykopnout dokonce i na Zemi, když je testována jedna z Mastenových raket.
Kredit – Masten Space Systems
Pro nalezení dokonalé rovnováhy vyvinul Masten dvoupatrový systém s relativně velkým (0,5 mm) oxid hlinitý částice používané k vytvoření základní vrstvy 1 mm roztaveného měsíčního povrchu kombinovaného s oxidem hlinitým. Poté, jak se přistávací modul přiblížil k základní vrstvě, aditivum se přepne na částice oxidu hlinitého o průměru 0,024 mm, které se usadí rychlostí 650 m/s na základní vrstvu a vytvoří přistávací plochu o průměru 6 m, která se ochladí za 2,5 sekundy.
To vše zní jako docela působivý nápad, ale je to ještě brzy. Stejně jako mnoho federálních grantů, grant NIAC zaměřený na vývoj tohoto nápadu na přistávací plochu s možností ukládání má fázový přístup. Většina fáze I, která byla právě dokončena, se soustředila na prokázání proveditelnosti myšlenky, což Masten věří, že je.
Příklad účinků aluminové desky, podobné tomu, co by se uložilo na povrch Měsíce v plně zvětšeném systému. Vpravo je vidět infračervený snímek výfuku rakety.
Kredit – Masten Space Systems
Realizovatelné není totéž jako funkční, ale přesně to mají podporovat granty NIAC – divoké nápady, které by mohly zásadně změnit některé aspekty vesmírného průzkumu. Pokud je Masten správný a přiblížení je možné a lze jej zvětšit, mohou být vidět přistávací plochy vyrůstající po celém měsíčním povrchu. A nakonec i na celém Marsu.
Další informace:
MSS – Zmírnění lunárního prachu: Masten dokončil studii FAST Landing Pad Study
NASA - Okamžité přistávací plochy pro lunární mise Artemis
Hlavní obrázek:
Umělecké zobrazení lunárního přistávacího modulu využívá technologii rychlého ukládání přistávací plochy.
Kredit – Masten Space Systems
