FAST позволява на лунните кацачи да направят свои собствени площадки за кацане преди тъчдаун

Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Masten Space Systems работи по начин да защити бъдещите кацащи на Луната от реголита, изхвърлен от техните двигатели при кацането им, като инжектира керамични частици от алуминиев оксид в шлейфа на ракетния двигател, за да слепи лунния прах и да създаде свои собствени площадки за кацане непосредствено преди приземяването.

Целта на НАСА да се върне на Луната и да установи постоянно човешко присъствие там е амбициозна и представлява някои сериозни предизвикателства.

По -голямата част от повърхността на Луната е покрита с реголит, който се състои от малък прах и по -големи зърна, произведени от Луната, която се набива от метеорити в продължение на милиарди години. Без вода или атмосфера тези частици имат остри, назъбени форми, които ги правят изключително сурови по отношение на всичко – от машини до скафандри.

Това беше достатъчно трудно по времето на Аполон, когато реголитът накара оборудването им да се износва по -бързо от очакваното, а също така представляваше опасност за лунния модул на астронавтите и за експериментите, които те оставиха на повърхността. Това е така, защото взривът от двигателя на космическия кораб превръща всяка частица в парче шрапнел, летяща във вакуум при 3000 m/s (1000 ft/s).

Това е достатъчно лошо за лунния модул Apollo, който тежи 15 тона напълно заредени, но десантите, планирани за бъдещи мисии, ще тежат 20 до 60 тона дори при кацане. Това ще изисква по -големи двигатели с много по -голяма тяга, което означава, че тъй като ракетата взривява дълбок кратер на повърхността, изхвърленият прах ще бъде много по -опасен на много по -голяма площ.

Очевидното решение на това би било да се изградят площадки за кацане като подложки и писти, използвани на наземните летища, за да се предотвратят щети от промиване със самолет. За съжаление, това е една от онези ситуации, при които не можете да кацнете, докато не изградите подложка, но не можете да изградите подложка, докато не кацнете.

Логичното нещо, което трябва да се направи, би било да се изгради някакъв закален кацал, който да действа като пътемер и след това да се изграждат подложки за следващи кацания, но според Masten тези мисии за изграждане на подложки ще струват 120 милиона щатски долара всяка, което не е много скъпо ефективен.

Разработен в сътрудничество с Honeybee Robotics, Тексаския университет A&M и Университета в Централна Флорида по фаза 1 на НАСА за иновативни разширени концепции, проектът за полетна техника за пръскане с алуминиев оксид (FAST) завърши своето едногодишно предварително проучване на концепцията .

В FAST, керамичните частици от алуминиев оксид се инжектират в ракетата на ракетата при спускане на кацащия апарат. Тези частици покриват повърхността под кацалката, консолидирайки реголита в твърда подложка, която има по -голяма термична и аблационна устойчивост. Това предпазва кацането не само по време на спускане, но и когато излита отново, за да се върне на лунната орбита.

Тест за горещ огън с помощта на алуминиева пластина и щанд за изпитване на ракетни двигатели на Masten, с термично изображение FLIR вдясно
Тест за горещ огън с помощта на алуминиева пластина и щанд за изпитване на ракетни двигатели на Masten, с термично изображение FLIR вдясно

Masten

За да осъществи тази идея, Masten и нейните партньори проучиха най -добрата дебелина на подложката, как да определят как керамичните частици ще се слепват, как ще преживеят топлината вътре в ракетата, какъв трябва да бъде най -добрият депозит, как частиците ще се прилепнат към реголита, за да образуват плътната подложка, докато кацането надвисва отгоре, и колко ефективна ще бъде подложката при спиране на кратерирането и разпръскването на прах.

В допълнение, екипът проведе симулационни тестове за кацане с горещ огън, използвайки вертикални излитащи и кацащи ракети на Masten. От тези тестове беше установено, че идеята е осъществима дори за плавателен съд с големи размери като кацащия екипаж на Artemis и че сградата на подложката може да се контролира от размера и температурата на шлейфа на двигателя.

В случая с кацалката Artemis, това ще изисква частици от алуминиев оксид с диаметър около 0,5 mm да бъдат инжектирани в ракетата на ракетата и да се постави първоначален слой с дебелина 1 mm, след което да се напръска с частици с диаметър 0,024 mm, които биха се стопили, когато те се въвеждат в шлейфа. За 10 секунди FAST може да постави 186 кг (410 фунта) частици върху кръг с диаметър 6 м (20 фута). След това кацащият апарат ще се движи за още 2,5 секунди, докато подложката се охлади, преди да се докосне.

Masten казва, че следващата стъпка ще бъде да се тества концепцията в лунната среда. Ако успее, това може да намали значително разходите за изследване и експлоатация на Луната, което ще отвори пътя за нови мисии не само на Луната, но и на Марс и на други места в Слънчевата система.

Източник: Masten

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •