Când o navă spațială aselenizează, motoarele sale puternice ridică nori denși de praf și resturi, un fenomen ce poate acționa ca un șuvoi de sablare, distrugând echipamente costisitoare și punând în pericol viitoarele baze lunare. Pe măsură ce omenirea se pregătește să stabilească o prezență permanentă pe Lună, înțelegerea acestui risc a devenit o prioritate absolută.
O echipă de ingineri de la Universitatea Johns Hopkins, condusă de Rui Ni, a reușit să elucideze un mister vechi de peste 50 de ani: dârele de praf dispuse la intervale regulate, ce radiază din punctul de aselenizare. Acest model a fost observat pentru prima dată în timpul misiunilor Apollo și a reapărut recent, la aselenizarea modulului Blue Ghost al Firefly Aerospace.
De la mister la știință: cum se formează dârele de praf
Până acum, nimeni nu a putut explica pe deplin de ce se formează acest model distinctiv. Publicând descoperirile în Nature Communications, echipa lui Rui Ni dezvăluie că dinamica fluidelor din spatele fenomenului este amplificată de mediul vid al Lunii.
„Ne-am propus să înțelegem modelele neobișnuite observate în timpul aselenizărilor și am descoperit că acestea sunt rezultatul instabilității Görtler”, explică Ni. Pe scurt, fluxul curbat al gazelor de eșapament deasupra suprafeței lunare creează forțe ce generează vârtejuri rotative, care, la rândul lor, aruncă praful în modelele caracteristice pe care le vedem.
Înțelegerea acestui fenomen este mai mult decât o curiozitate științifică – este o necesitate practică. Praful lunar, deplasându-se cu viteză mare, poate deteriora modulele de aselenizare, habitatele, panourile solare și alte infrastructuri critice pentru o bază lunară.
Pentru a studia acest proces, echipa, în colaborare cu Centrul Spațial Marshall al NASA și Universitatea din Michigan, a folosit o cameră de vid de 4,5 metri. În interior, au montat un sistem cu șase camere pentru a observa eroziunea cauzată de un jet de gaz proiectat peste un strat de sol lunar simulat. Astfel, au putut captura formarea craterelor și au urmărit traiectoria și viteza particulelor, obținând un set de date unic, esențial pentru viitoarele misiuni.
„Am descoperit că modelele de dâre uimitor de regulate nu sunt cauzate de locurile de aselenizare alese. În schimb, ele rezultă din comportamentul norului de rachetă supersonică pe măsură ce acesta se imprimă pe suprafața granulară. Acest efect este extrem de pronunțat pe Lună datorită mediului său aproape vid.”, a spus Ni.
Implicații pentru viitorul explorării lunare
Deși oamenii nu s-au mai întors pe Lună de peste 50 de ani, cunoștințele din era Apollo continuă să fie fundamentale. Însă, pe măsură ce se apropie noi misiuni cu echipaj uman, precum cele din programul Artemis, care vizează construirea unui avanpost lunar, umplerea lacunelor de cunoaștere devine crucială.
„Munca noastră ajută la identificarea riscurilor, oferă modalități de atenuare a acestora și îmbunătățește previziunile privind ratele de eroziune în timpul aselenizărilor. Descoperirile noastre deschid calea pentru misiuni viitoare care vor optimiza strategiile de aselenizare și vor atenua efectele norului de praf asupra echipamentelor și vizibilității.”, a concluzionat Rui Ni.
