Луна не имеет значительной атмосферы, погоды и ветра. Однако она подвергается невидимой бомбардировке, более безжалостной, чем любой земной шторм, — постоянному дождю из микрометеороидов, крошечных фрагментов породы и металла, движущихся со скоростью до 70 километров в секунду.
В рамках программы NASA Artemis идёт подготовка к созданию постоянной лунной базы, и понимание этой скрытой угрозы стало критически важным для обеспечения безопасности будущих астронавтов.
Новый анализ
Новый анализ, проведённый под руководством Даниэля Яхаломи и опубликованный на сервере препринтов arXiv, количественно оценивает интенсивность этой бомбардировки. Используя инженерную модель метеороидов NASA, исследователи рассчитали частоту ударов для гипотетической лунной базы размером примерно с Международную космическую станцию. Цифры впечатляют: от 15 000 до 23 000 ударов в год частицами массой от одной миллионной грамма до 10 граммов.
Эти столкновения не являются мягкими. Даже частица массой всего в 1 микрограмм, невидимая невооружённым глазом, ударяет с достаточной энергией, чтобы оставить вмятину на металле и потенциально пробить оборудование. В отличие от Земли, где наша плотная атмосфера испаряет большую часть мусора до того, как он достигнет поверхности, вакуум Луны не предлагает такой защиты. Каждый микрометеороид, приближающийся к поверхности Луны, сталкивается с ней на гиперзвуковой скорости.
Вариативность угрозы
Угроза не одинакова по всему лунному ландшафту. Команда Яхаломи обнаружила, что частота ударов варьируется в зависимости от местоположения. Полюса Луны испытывают наименьшую бомбардировку, что является хорошей новостью, поскольку NASA выбрало южный полюс для своей первой базы Artemis. Наибольшая частота ударов наблюдается вблизи субземной долготы — региона, который постоянно обращён к нашей планете. Между этими крайностями частота ударов варьируется примерно в 1,6 раза.
Ответ на вопрос о значении местоположения кроется в сложных взаимоотношениях Луны с Землёй и Солнцем. Орбита Луны защищает определённые регионы от потоков метеороидов, в то время как другие области остаются более открытыми. Понимание этих закономерностей помогает планировщикам миссий выбирать места, которые предлагают естественную защиту наряду с другими необходимыми условиями, такими как доступ к водяному льду и связь с Землёй.
Системы защиты
Системы защиты будут иметь важное значение независимо от местоположения. Исследователи смоделировали, как алюминиевые щиты Уиппла, те же многослойные системы-бамперы, используемые на Международной космической станции, будут работать на Луне. Эти щиты работают путём фрагментации входящих частиц на жертвенном внешнем слое, распределяя энергию удара до того, как она достигнет критически важного оборудования или стен жилого модуля.
Анализ предоставляет проектировщикам миссий математическую зависимость, описывающую, сколько ударов пробьют защиту, исходя из характеристик щита и местоположения. Это позволяет инженерам рассчитать необходимую толщину защиты для снижения риска до приемлемого уровня без добавления ненужной массы к конструкциям, запущенным с Земли.
Для астронавтов, которые будут жить месяцами на лунной базе, этот в основном невидимый дождь из мусора станет частью повседневной жизни, напоминанием о том, что даже на нашем ближайшем небесном соседе космос остаётся принципиально враждебным для нашего присутствия.
Предоставлено Universe Today