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.
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.