Учёные из Университета штата Иллинойс в Урбане-Шампейне создали прибор для определения плотности пыли, образующейся при контакте двигателей посадочных модулей с поверхностью планеты во время приземления.
Из-за того, что камеры и оптическое оборудование не дают точных измерений из-за плотных пылевых облаков, миллиметровый радарный интерферометр становится лучшим средством для точного изучения пыли и мусора.
Прибор можно установить между опорами космического корабля или использовать во время спуска для исследования Луны.
Это позволит собирать данные об взаимодействии с пылевым облаком до посадки.
Исследователь Николя Расмонт отметил…
Имеются иные способы измерения, однако наш прибор пригоден для облаков частиц, отличающихся высокой плотностью, не поддающейся оптическим измерениям, но недостаточно густой для актуальных непрозрачных многофазных методов, таких как рентгеновские лучи или магнитно-резонансная томография. К тому же, аппарат способен совершать несколько тысяч измерений в секунду.
НАСА поддержало проект в рамках гранта FINESST (Future Investigator in Earth and Space Science and Technology).
Научный прибор RIFLE, созданный для исследования выброшенных материалов при посадке, разрабатывался с 2020 года. По словам Расмонта, радарный интерферометр RIFLE генерирует волны длиной 3,8 мм.
RIFLE использует технологию радара FMCW (Fully-integrated Frequency Modulated Continuous-Wave) с рабочей частотой в диапазоне 77-81 ГГц. Волна проходит через облако частиц, создаваемое двигателями посадочных аппаратов при посадке на поверхность планеты. Пройдя через это облако, волна отражается и снова улавливается интерферометром, который определяет частицы и их концентрацию.
Несмотря на широкое применение радарной интерферометрии в дистанционном зондировании, RIFLE стал первым проектом, где её используют для изучения гидродинамики плотных облаков частиц.
Испытания интерферометра
Команда провела эксперимент с использованием оптических приборов для измерения времени пролёта сигнала между излучателем и приемником к известному препятствию, чтобы проверить работоспособность интерферометра.
Учёные применяли щелевую диафрагму для образования тонкой завесы пыли известного состава (которую ранее установила команда). В эксперименте использовалась камера и источник света. Камера регистрировала тени частиц. При значительном увеличении можно было разглядеть отдельные частицы и их тени.
Зная концентрацию одной пылинки, можно добавлять остальные, формируя единое облако частиц с заданной концентрацией и размером для анализа.
Полезное средство для работы с лунным грунтом.
Изменение поверхности Луны происходит вследствие столкновений микрометеороидов, распыления солнечного ветра и излучения космических лучей. Самую маленькую часть лунного грунта, величиной в несколько десятков микрон, называют лунной пылью.
Лунная пыль, по рассказам космонавтов, создавала проблемы во время полетов «Аполлон». С самого начала освоения Луны лунная пыль представляет серьезную опасность для пилотируемых миссий. Может ли этот радарный интерферометр изменить подход к посадке на Луну в ближайшем будущем? Да!
Приближение к поверхности сверхзвукового га gaseous шлейф от двигателей снижающегося аппарата подымает большое количество реголита. Этот выброс пыли, образовавшийся в результате плавления твердого поверхностного слоя, может вызвать абразивные повреждения, засорение окружающего оборудования, ухудшение видимости для астронавтов и даже вывести из строя датчики посадки, что может привести к гибели людей.
Данный прибор, функционирующий в связке с другими научными инструментами, даст возможность более точно выяснить механизм подъема лунной пыли. С его помощью можно будет изучить ее состав и зоны наибольшей концентрации, а также определить условия ее образования.
Её присутствие может существенно способствовать безопасности и созданию прочной базы на Луне, чего все так желают.
Обновленный отчет доступен для ознакомления. .