Simuleringer viser, at udstødning fra lander kunne forplumre studier af månens is

En ny NASA-undersøgelse simulerer, hvordan udstødningen fra en lander nedstigningsraketter kan påvirke området omkring månens sydpol, hvor Artemis-astronauterne vil bo og arbejde fra og med 2024. Den computermodellering, der blev brugt til at lave simuleringen, afslørede store is- og støvfaner, der blev løftet op. ind i den tynde måneatmosfære. Affaldet i fanen, såvel som selve udstødningen, kan drive ind på månens overflade og ændre sammensætningen og udseendet af overflademateriale, hvilket potentielt skjuler tilstedeværelsen af ​​vandisen, som Artemis vil søge efter.

"Fordi Månens tyngdekraft er så svag, og dens atmosfære så tynd, tager udstødningen og partiklerne, der kastes op af en landingsmaskine, meget længere tid om at sætte sig, end de ville på Jorden," sagde Andrew Schlegel, en kandidatforsker ved Northern Arizona University i Flagstaff , Arizona, og hovedforfatter af undersøgelsen, offentliggjort for nylig i tidsskriftet Icarus. "Støvet og isen kan hænge i luften i dage eller endda måneder."

Artemis-programmet sigter mod at returnere bemandede missioner til Månen for første gang siden 1972. Den kommende Artemis III-mission vil lande den første kvinde og den første farvede person på månens sydpol, og placere dem i et område, der kan indeholde betydeligt vand is i permanent skyggede kratere. Men udstødningsfanerne fra rumfartøjets nedstigning, opstigningen efter at astronauterne forlader månens overflade og fra et måneopstigningsmodul, der bruges til at returnere astronauter fra månens kredsløb til rumfartøjet til turen tilbage til Jorden, samt støv skabt af bevægelsen af ​​rovere og menneskelig aktivitet på overfladen kan i væsentlig grad påvirke områdets sammensætning.

"Vi ønskede at vide præcis, hvilke områder disse faner kunne dække, og hvor lang tid det ville tage for partiklerne og udstødningen at sætte sig," sagde Schlegel. "Vores simuleringer viser, at ejecta fra nedstigningen af ​​en menneskevurderet lander kan påvirke et relativt stort område nær sydpolen."

Til undersøgelsen brugte Schlegel og hans team et partikelsporingsværktøj kaldet SPOC, eller Simulated Plume-surface interactions Over the Moon, til at simulere i tre dimensioner, hvordan udstødningspartikler frigivet under nedstigningen af ​​Artemis menneskelige landingssystemer ville interagere med regolitten, eller løs jord, på månens overflade.

SPOC-simuleringerne viste, at fanerne bevægede sig over afstande på hundreder af meter, hvor de mest koncentrerede aflejringer dækkede et område på størrelse med en fodboldbane. Resultaterne fra forskellige simuleringer varierede afhængigt af faktorer som motoregenskaber, landingsplacering og tilstedeværelsen af ​​store overfladesten.

Tidligere forskning brugte SPOC til at simulere mindre månelandere eller en enkelt måneopstigning, men Schlegels undersøgelse er den mest detaljerede og omfattende endnu, og simulerer faner fra fuldskala Artemis-raketter i et område i rummet, der oplever meget anderledes forhold end måneækvatorialregionerne NASA's. Apollo-astronauter besøgte i 1960'erne og 1970'erne.

Artemis-missionen vil bruge en bemandet version af Orion-rumfartøjet, Space Launch System-raketten og Gateway, en lille rumstation, der vil kredse om Månen og tjene som et mellemstation for månens nedstigninger. Disse systemer er designet til at give NASA-astronauter mulighed for at udforske længere og blive længere på Månen end nogensinde før.

NASA planlægger at afbøde potentiel faneforurening nær Artemis-landingssteder ved at bruge avancerede vejlednings-, navigations- og kontrolteknikker til at lande nær områder af videnskabelig interesse, der burde være relativt fri for faneeffekter. Agenturet planlægger også at rense Lunar Gateway for akkumuleret udstødning. På lang sigt undersøger NASA-forskere måder at rense månens overflade og forhindre genkontaminering.