Ученые провели расчеты, оценивающие риск электростатических разрядов для луномобилей и луноходов в условиях глубокой тени лунных кратеров. Самый простой метод защиты оказался неэффективным, однако найдены две другие стратегии, обещающие значительный успех, особенно для автоматических аппаратов.
Трудности передвижения по Селене
Исследование Луны требует решения проблемы перемещения. Пешие прогулки затруднены из-за массы скафандров, превышающей сто килограммов. Хотя гравитация слабее земной, инерция остается прежней, делая движение в скафандре крайне утомительным, что подтверждают отчеты астронавтов.
Луномобили: скорость и статика
Еще в 1970-х луномобили стали альтернативой ходьбе, позволяя развивать скорость до 18 км/ч. Однако движение порождало электростатический заряд, вызывавший множество сложностей.
Статическое электричество усиливало прилипание пыли. Частицы реголита, поднимаемые колесами, также заряжались. Это налипание снижало эффективность радиаторов охлаждения, ограничивая безопасную мощность луномобиля. Известен случай, когда оторвавшееся крыло привело к засыпанию экипажа пылью, остановив движение. Электростатика часто заставляла пыль "левитировать", замедляя ее оседание.
Новые цели – новые вызовы
Современные планы освоения Луны фокусируются на зонах вечной тени внутри кратеров, где ожидается обнаружение значительных запасов водного льда. Эти области представляют особую опасность.
Опасность теневых кратеров
Исследователи установили, что в вечной тени отсутствует солнечный ветер (его блокируют кратерные стены). Поскольку плазма ветра обладает высокой проводимостью, она помогает рассеивать электростатический заряд с поверхности Луны и транспорта. В затененных зонах любой аппарат начинает накапливать заряд гораздо интенсивнее. Напряжение может достичь уровня, повреждающего электронику лунохода или луномобиля и вызывающего сбои связи.
Эффективные пути защиты
Попытка изолировать колеса электрически признана контрпродуктивной: заряд накапливается на них еще быстрее, усугубляя проблемы с пылью. Гораздо эффективнее обеспечить луноходу полную электропроводность для равномерного распределения заряда.
Расчеты выявили два перспективных подхода для зон вечной тени:
1. **Оптимальная траектория:** Спуск в кратер при положении Солнца спереди позволяет солнечному ветру снижать накопление заряда до момента исчезновения светила за горизонтом. Спуск спиной к Солнцу ухудшает рассеивание.
2. **Скоростной режим:** Мощным фактором снижения заряда является малая скорость. Движение не быстрее 0,72 км/ч гарантирует, что скорость рассеивания заряда превысит скорость его накопления, полностью устраняя угрозу.
Практичность решений
Для луноходов движение с такой скоростью вполне осуществимо без потери эффективности. Например, "Луноход-2", рекордсмен по дальности, двигался значительно медленнее расчетного безопасного порога.
С луномобилями ситуация сложнее: их средняя скорость с водителем (около 9 км/ч) превышает безопасный уровень. Снижение скорости до рекомендованной непрактично, так как пеший астронавт в скафандре будет передвигаться быстрее.
Неразрешенный вопрос скафандров
Остается актуальной проблема накопления заряда на скафандрах. Человеческое присутствие в кратерах вечной тени необходимо для эффективных исследований. Трение подошв ботинок о реголит также генерирует электростатику, поэтому задача безопасного перемещения людей в этих областях пока не имеет окончательного решения.
Источник: naked-science.ru
