Где лучше всего строить лунную базу: ученые определили безопасное место

Новости МирТесен

Согласно расчетам, на лунную базу ежедневно будет обрушиваться множество микрометеороидов, причем даже самые незначительные из них могут повредить модуль и создать опасность для астронавтов. Однако существует проверенное решение этой проблемы – так называемый щит Уиппла.

По мнению специалистов NASA, наиболее подходящим местом для запланированной высадки экипажа «Артемиды III» на Луне и последующего строительства постоянной базы является район кратера Нобиле, диаметром 79 километров. Этот участок находится приблизительно в 150–200 километрах от Южного полюса Луны. Остальные рассматриваемые площадки для базы также располагаются в лунных замерзших областях».

Интерес космических держав к полярным областям Луны обусловлен наличием значительных запасов водяного льда. Планируется использовать эту воду для разделения на водород и кислород, что позволит одновременно получать и ракетное топливо, и окислитель.

По мнению астрофизиков и инженеров из Колумбийского университета (США), Южный полюс Луны является подходящим местом для размещения постоянной станции и по еще одной причине. В своей научной работе они отмечают, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org, по их словам, были озвучены данные о числе микрометеороидов, достигающих запланированной лунной базы. Эти небесные тела, размер которых составляет до нескольких сантиметров, а масса — не более десяти граммов, представляют собой потенциальную угрозу.

С первого взгляда этот щебень не выглядит угрожающим, однако на самом деле он движется с огромной скоростью. Поэтому даже частица песка, сопоставимая по размеру с человеческим волосом, представляет собой потенциальную опасность, а более крупные камни способны пробить корпус жилого модуля или повредить скафандр.

Для имитации воздействия ученые провели моделирование бомбардировки гипотетической 100-метровой конструкции, разместив ее в тысяче различных мест на Луне. Результаты показали, что ежегодно база будет испытывать от 15 до 23 тысяч ударов микрометеоритов. Наименьшее количество небесных тел приходится на полярные области.

Вращение Луны вокруг своей оси обуславливает то, что в течение 27 дней, необходимого для ее полного оборота в небе над полюсом, одно и то же скопление звезд постоянно находится в поле зрения. В то время как наблюдатель, находящийся на экваторе, смог бы обозреть всю небесную сферу. В результате, метеороиды приближаются к лунному экватору и средним широтам со всех сторон, тогда как к полюсам они летят из относительно небольшого участка неба.

Учитывая, что база будет построена не на экваторе Луны, важно определить, на какой стороне Луны она будет располагаться – на видимой или обратной. По мнению ученых, размещение на обратной стороне представляется более предпочтительным: гравитационное воздействие Земли приводит к тому, что больше метеороидов движется в направлении видимой стороны. Однако для поддержания непрерывной связи с Землей необходимо выбирать место, с которого видна наша планета.

Ученые подтвердили, что решение задачи по защите от микрометеороидов на Луне существует: его предложил еще в 1947 году американский астроном Фред Лоуренс Уиппл. Он разработал для космических аппаратов защитный экран оригинальной конструкции: две стенки, разделенные пустотой или легким материалом. Данный принцип широко применяется в космической отрасли. На модулях Международной космической станции установлено свыше сотни защитных щитов различных конфигураций.

Наибольшему риску подвержена верхняя, относительно тонкая стенка. Микрометеороид пробивает ее, но при этом распадается на множество более мелких фрагментов. Эти фрагменты затем попадают в пустоту или в материал, заполняющий промежуток, и распространяются там в виде облака. В результате к моменту достижения нижней, более толстой стенки, это скопление теряет значительную часть своей изначальной энергии удара и становится гораздо менее опасным.

Согласно расчетам, для пробития щита Уиппла на Луне требуется частица массой от 0,069 грамма. Однако подавляющее большинство – 99,9997% – микрометеороидов, достигающих поверхности Луны, имеют меньшую массу. Ожидается, что небесное тело, способное преодолеть эту защиту, обрушится на лунную базу примерно раз в 42 года.