Освоение космоса требует всевозможных интересных решений сложных проблем. Существует филиал NASA, созданный для поддержки новаторов, пытающихся решить эти проблемы, — Институт перспективных концепций (NIAC). Иногда они раздают гранты достойным проектам, пытающимся решить некоторые из этих проблем. Результаты одного из этих грантов уже получены, и они довольно любопытные. Команда из Masten Space Systems при поддержке Honeybee Robotics, Texas A&M и Университета Центральной Флориды придумала способ, которым лунный посадочный модуль может разместить собственную посадочную площадку при спуске.
Лунная пыль представляет собой серьезную проблему для любых спускаемых аппаратов. Ретроградные ракеты, необходимые для мягкой посадки на поверхность Луны, также будут поднимать пыль и камни в воздух, потенциально повреждая сам посадочный модуль или любую близко расположенную хрупкую инфраструктуру (например, научное оборудование предыдущих миссий). Посадочная площадка уменьшит воздействие этой пыли и обеспечит более устойчивое место для самой посадки.
Но построить такую посадочную площадку традиционным способом было бы непомерно дорого. По текущим оценкам стоимость строительства лунной посадочной площадки с использованием традиционных материалов составляет примерно 120 миллионов долларов. Не забываем и о проблеме "курицы и яйца". Как получить материалы для строительства посадочной площадки на месте, если посадочной площадки для их доставки нет?
Технология, разработанная Masten, является гениальным решением обеих этих проблем. Установка посадочной площадки во время спуска позволит космонавтам иметь площадку на месте до того, как космический корабль когда-либо коснется поверхности. Установка также будет стоить намного дешевле, так как все, что нужно, — это относительно простая добавка к выхлопу ракеты, которая и так выбрасывается на поверхность.
Общая идея Masten достаточно проста для понимания. Добавление твердых гранул в выхлоп ракеты позволит этому материалу частично разжижиться и отложиться в зоне продувки выхлопных газов, потенциально затвердевая до такой степени, что пыль больше не играет роли, поскольку она заключена в твердую внешнюю оболочку. Специалисты из Masten предполагали, что смогут найти подходящий материал для добавления в выхлоп ракеты, чтобы достичь нужного эффекта.
Успех или неудача будут зависеть от физических свойств гранул добавки. Любая добавка со слишком высокой термостойкостью не расплавилась бы должным образом в выхлопе ракеты, по сути, бомбардируя поверхность крошечными пулями. С другой стороны, любая присадка со слишком малой термостойкостью может полностью расплавиться выхлопом ракеты и превратиться в бесполезное облако.
Чтобы найти идеальный баланс, Masten разработали двухуровневую систему с относительно крупными (0,5 мм) частицами оксида алюминия, используемыми для создания базового слоя из 1 мм расплавленной лунной поверхности в сочетании с оксидом алюминия. Затем, когда посадочный модуль приближался к базовому слою, добавка должна меняться на частицы оксида алюминия 0,024 мм, которые осаждались бы со скоростью 650 м/с на базовом слое и создавали посадочную площадку диаметром 6 м, которая остывала бы за 2,5 секунды.
Все это звучит как довольно впечатляющая идея, но это еще не все. Как и многие другие федеральные гранты, грант NIAC, направленный на разработку идеи депонируемой посадочной площадки, требует поэтапного подхода. Большая часть только что завершившейся фазы 1 была сосредоточена на доказательстве осуществимости идеи.
Осуществимое — это не то же самое, что функциональное, но это именно то, что гранты NIAC должны поддерживать. Дикие идеи, которые могут фундаментально изменить некоторые аспекты освоения космоса. Если Masten правы и их идеи состоятельны, такие посадочные площадки могут уже совсем скоро заполонить всю Луну, и даже Марс.