Постоянный дождь из мелких метеоритов представляет угрозу будущей лунной базе

На Луне нет атмосферы, погоды и ветра. Тем не менее, она подвергается невидимой бомбардировке, более безжалостной, чем любой земной шторм, — постоянному дождю микрометеоритов — мельчайших фрагментов камней и металла, движущихся со скоростью до 70 километров в секунду.

В то время как программа NASA «Артемида» готовится к созданию постоянной лунной базы, понимание этой скрытой угрозы стало критически важным для обеспечения безопасности будущих астронавтов.

Новый анализ, проведённый Дэниелом Яхаломи, количественно определяет интенсивность этой бомбардировки. Используя модель метеороидной инженерии НАСА, исследователи рассчитали частоту столкновений для гипотетической лунной базы размером примерно с Международную космическую станцию.

Цифры отрезвляют: от 15 000 до 23 000 столкновений в год с частицами весом от одной миллионной грамма до десяти граммов.

Это не лёгкие столкновения. Даже частица массой всего один микрограмм, невидимая невооружённым глазом, обладает достаточной энергией, чтобы прожечь металл и потенциально пробить оборудование.

В отличие от Земли, где плотная атмосфера испаряет большую часть космического мусора ещё до того, как он достигнет поверхности, лунный вакуум не обеспечивает такой защиты. Каждый микрометеорит, приближающийся к лунной поверхности, сталкивается с ней на гиперскорости.

Однако угроза неравномерна по всему лунному ландшафту. Команда Яхаломи обнаружила, что частота столкновений различается в зависимости от местоположения: лунные полюса подвергаются наименьшей бомбардировке, что является хорошей новостью, поскольку НАСА выбрало южный полюс для своей первой базы «Артемида».

Наибольшая частота столкновений наблюдается вблизи долготы, близкой к земной, — области, которая постоянно обращена к нашей планете. В пределах этих крайних значений частота столкновений различается примерно в 1,6 раза.

Почему местоположение имеет значение? Ответ кроется в сложных взаимоотношениях Луны с Землёй и Солнцем. Орбита Луны защищает некоторые регионы от метеороидных потоков, в то время как другие остаются более уязвимыми.

Понимание этих закономерностей помогает планировщикам миссий выбирать места, которые обеспечивают естественную защиту, а также другие необходимые условия, такие как доступ к водному льду и связь с Землей.

Системы защиты будут необходимы независимо от местоположения. Исследователи смоделировали, как алюминиевые экраны Уиппла, те же многослойные системы защиты, которые используются на Международной космической станции, будут вести себя на Луне.

Эти щиты работают по принципу фрагментации входящих частиц на жертвенном внешнем слое, рассеивая энергию удара до того, как она достигнет критически важного оборудования или стенок отсека.

Это позволяет инженерам рассчитать точную толщину защиты, необходимую для снижения риска до приемлемого уровня, не добавляя ненужной массы к конструкциям, запускаемым с Земли.

Для астронавтов, проживающих месяцами на лунной базе, этот практически невидимый дождь из мусора станет частью повседневной жизни, напоминанием о том, что даже на нашем ближайшем небесном соседе космос остается принципиально враждебным к нашему присутствию.