Поки космічні агенції сперечаються про нові місії на Місяць, інженери обговорюють практичні питання: з чого там будувати бази, техніку та звичайні захисні модулі. Головна проблема полягає у тому, що місячний реголіт виявився не просто пилом, а агресивною сумішшю, яка дряпає поверхні, виводить із ладу механізми й буквально “з’їдає” обладнання під час тривалих місій, пише krakow-name.eu.
Саме через це дослідницький клуб “Lunar-Technologies” в Університеті AGH у Кракові взявся шукати покриття, які могли б витримати контакт із місячним середовищем. Команда зосередилася на практичному рішенні: як захистити техніку від пилу, який може стати однією з головних загроз для майбутніх колоній? Свою розробку студенти назвали “Lunaris”.
Як студенти AGH розв’язують проблему Місяця?
“Lunaris” створили як компактний аналізатор місячного пилу вагою близько 200 грамів, але його завдання вийшло далеко за межі невеликого студентського експерименту. Прилад мав показати, як місячний реголіт взаємодіє з матеріалами, які використовують у космічній техніці. Для майбутніх місій це питання вважали критичним, адже навіть дрібний пил на Місяці швидко виводив із ладу поверхні, ущільнення та рухомі елементи обладнання.
Команда вишу намагалася з’ясувати, які покриття найдовше витримували контакт із реголітом, і що могло б захистити техніку під час тривалої роботи на місячній поверхні. Йшлося не лише про окремі механізми, а й про майбутні:
- модулі;
- транспорт;
- системи.
Словом, все, що планували використовувати під час постійної присутності людей на Місяці. Сам апарат мав полетіти у космос у межах місії, яку “Lunar-Technologies” реалізовував разом із компаніями Orbital Space та Astrobotic.
Чому астронавти бояться місячного пилу?
Коли великі космічні програми знову взяли курс на Місяць, інженери швидко зіткнулися з проблемою, про яку раніше знали тільки вузькі фахівці. Найбільше клопоту завдавали на місці не холод чи радіація, а звичайний місячний пил. І програми Artemis, Moon Village та ILRS почали шукати нові способи захисту техніки та астронавтів.
Місячний реголіт зовсім не схожий на землю чи пісок. За мільярди років поверхня супутника перетворилася на шар дрібних і дуже гострих частинок, які легко здіймаються у повітря під час посадки кораблів або руху техніки. Потім цей пил прилипає до всіх поверхонь і завдає чималої шкоди, бо частинки:
- накопичують електричний заряд;
- швидко забивають механізми;
- дряпають поверхні та обладнання.
Для астронавтів це теж стало проблемою. Якщо такий пил потрапить у повітря всередині модулів, він може спровокувати проблеми з диханням і завдати великої шкоди організму. Саме через це боротьба з реголітом стала однією з найважливіших проблем у підготовці до майбутніх місій.
Загроза з поверхні Місяця
У новому дослідженні геофізики звернули увагу на аспект, який може сильно вплинути на майбутні польоти на цей супутник Землі. Виявилося, що місячний пил поводиться по-різному, все залежить від того, як довго він перебував на поверхні. Так званий “незрілий” реголіт із великими частинками виявився менш агресивним і не здіймав у повітря стільки пилу під час руху техніки чи посадки модулів.
Зовсім інша ситуація склалася зі “зрілим” реголітом, який мільярдами років дробили мікрометеорити та сонячний вітер. Через це пил ставав дрібнішим, гострішим і набагато активніше прилипав до поверхонь. Дослідники також помітили появу наночастинок заліза, через які реголіт ще сильніше негативно впливав на обладнання.
Найбільше занепокоєння викликав район басейну Південний полюс – Ейткен. Саме там планують частину майбутніх місій, але там місцевий пил дуже швидко псує механізми. Тому питання захисту обладнання знову опинилося серед головних викликів для місячних програм.
Про те, як “Lunaris” пройшов перевірку
Студенти дослідницького клубу Університету науки і технологій AGH разом із фахівцями Європейської космічної агенції ESA перевіряли “Lunaris” у Центрі підтримки “CubeSat” у Бельгії. Там апарат вперше пройшов випробування, які мали показати, чи витримає він реальні навантаження під час польоту на Місяць. Для команди це вже був не університетський експеримент, а етап, де будь-яка помилка могла поставити під сумнів всю місію. Саме тому інженери намагалися змоделювати умови, максимально наближені до космічних.
Під час тестів “Lunaris”:
- трусили на спеціальному стенді, щоб відтворити удари та вібрації під час старту ракети, зльоту та посадки;
- перевіряли у трьох площинах, аби зрозуміти, як конструкція реагує на різні типи навантаження;
- окремо шукали резонансні частоти, коли коливання ставали найбільш небезпечними для апарата;
- клали до вакуумної камери без повітря, щоб перевірити роботу систем;
- кілька разів змінювали температуру від –60°C до +100°C, імітуючи її раптові стрибки на поверхні Місяця;
- проводили 5 повних термічних циклів поспіль, щоб оцінити витривалість електроніки та корпусу.
Випробування завершилися успішно. За словами команди, експерти ESA підтвердили: конструкція та електроніка витримали навантаження без критичних пошкоджень. Для студентів це стало не лише технічною перевіркою винаходу, а й шансом з’ясувати, які елементи ще потребують доопрацювання перед реальною місією. Після тестів команда повернулася до роботи над “Lunaris”, готуючи апарат до польоту на Місяць.
Команда, про яку заговорив космічний світ
Дослідницький клуб Університету науки і технологій AGH “Lunar-Technologies” працював над різними технологіями для майбутніх місій у космосі. Команда зосередилася на речах, без яких техніка просто не витримала б в умовах пилу, вакууму та різких змін температур.
Дослідницький клуб приділяє увагу й іншим напрямкам роботи, студенти:
- створюють обладнання для космічних місій;
- розробляють космічну електроніку та вбудовані системи;
- працюють над механізмами для роботи на Місяці;
- пишуть програмне забезпечення за космічними стандартами ECSS;
- створюють місячні ровери та системи пересування;
- готують обладнання для встановлення на посадкові модулі.
Про “Lunar-Technologies” голосно заговорили після міжнародного конкурсу “Експеримент на Місяці: Місія місячного корисного навантаження” (Experiment on the Moon: Lunar Payload Mission), який проводила компанія “Orbital Space” з ОАЕ. На конкурс надійшло майже 500 заявок із різних країн, але перемогу отримала саме команда з AGH. Їхній проєкт окремо відзначили Astrobotic, Orbital Space та Космічна агенція ОАЕ, назвавши розробку однією з найперспективніших.
Місія проти місячного пилу
Учасники клубу Університету науки і технологій AGH пояснили: “Lunaris” створили, щоб зрозуміти, як місячний пил прилипає до матеріалів, які використовують у космічній техніці. Всередині апарата розмістили 16 різних зразків покриттів і вирішили перевірити, які з них найкраще витримують контакт із реголітом.
Провести ці випробування вдалося завдяки програмі Європейської космічної агенції ESA “Fly Your Satellite! Test Opportunities”. Вона допомагає студентським командам із різних країн тестувати свої розробки на професійному обладнанні ESA. Саме так “Lunar-Technologies” отримала доступ до Центру підтримки “CubeSat”. Політ “Lunaris” на Місяць планують у 2027 році, і для студентів це означає, що їхню розробку оцінили вже не як навчальний експеримент, а як цінну технологію для важливої космічної місії.