Aby lunární lander bezpečně přistál, musí zbrzdit klesání pomocí svých raketových motorů, které se postarají o měkké dosednutí. Během tohoto procesu však spaliny z motorů zvíří regolit (prach a kameny na povrchu Měsíce), což může být zdrojem problémů – od destabilizace landeru, přes poškození přístrojů až po zhoršenou viditelnost. Aby se tyto problémy co nejvíce omezily, pustily se týmy na Kennedyho středisku do přípravy 16 tun simulantu lunárního regolitu označovaného jako BP-1 (Black Point-1), který bude využit při experimentech pro lepší porozumění interakcím se spalinami trysek. Vědci chtějí zjistit, jak se regolit chová, když je ovlivněn proudem spalin během přistávání.

Zatímco na Zemi prošly kameny a zrnka písku erozí, která zaoblila jejich hrany, prachové částice na Měsíci vypadají jako nepravidelně nadrcené kamínky s mnoha ostrými hranami. Právě proto je lunární regolit velmi abrazivní a jeho pozemský simulant musí mít podobné vlastnosti. „NASA porovnávala BP-1 s regolitem získaným během lunárních misí i s mnoha dalšími simulanty regolitu. Fyzikální vlastnosti BP-1 byly podobné oběma kategoriím,“ říká Rob Mueller, technolog a hlavní vědecký pracovník programů Exploration Research and Technology na Kennedyho středisku. Simulant BP-1 pochází z lávového toku Black Point (odtud jeho název) v severní Arizoně. NASA toto místo používala už od programu Apollo ke zkouškám povrchových činností pro měsíc a později i pro Mars.

Simulant lunárního regolitu BP-1.
Zdroj: https://ascelibrary.org/

Simulant se nyní používá na Marshallově středisku v alabamském městě Huntsville, kde výzkumníci provádí zkoušky ve vakuové komoře. Další testy vyžijí ještě větší proud spalin a větší vakuovou komoru. Tyto zkoušky se mají odehrát na Neil A. Armstrong Test Facility v Sandusky, stát Ohio. Lepší porozumění fenoménu povrchových interakcí pomůže agentuře NASA omezit rizika při budoucích misích Artemis, které zamíří na lunární povrch. Získané informace také poslouží inženýrům k lepším návrhům landerů, aby se minimalizovalo množství zvířeného prachu v okolí přistávací oblasti.

Jak již bylo uvedeno výše, jiné simulanty lunárního regolitu již existují, ovšem BP-1 je komerčně dostupný vedlejší produkt při určitých těžebních činnostech a je tedy dostupný v průmyslových měřítcích. Díky tomu je ekonomické jej používat i ve velkém množství. BP-1 se aktuálně používá například ke zkouškám robotů v laboratoři GMRO (Granular Mechanics and Regolith Operations), která je součástí Swamp Works na Kennedyho středisku. Tomuhle zařízení se přezdívá „velký koš“ – obsahuje totiž 120 tun simulantu regolitu. Výzkumníci na GMRO a na Electrostatics and Surface Physics Laboratory provedli s použitím BP-1 testy pohyblivosti, těžení a prachové snášenlivosti různých robotických zařízení, která mají zamířit na Měsíc. V této velké prašné místnosti se testovali i různí komerčně dostupní roboti.

Jemné rozptylování simulantu lunárního regolitu BP-1 v laboratoři Granular Mechanics and Regolith Operations (GMRO) při zkouškách Dopplerovského radaru s milimetrovými vlnami. Test proběhl 16. července 2021. Tento uzavřený prostor zvaný „velký koš“ ukrývá 120 tun simulantu lunárního regolitu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„BP-1 je opravdu hodně prašný. Než jsme ho mohli začít ve Swamp Works používat, museli jsme nejprve společně se zdravotnickou organizací našeho střediska zajistit, aby nedošlo k vdechnutí drobných částic,“ vzpomíná Mueller a dodává: „Obstarali jsme si osobní ochranné prostředky, které nám umožnily použití tohoto simulantu v soutěži robotické těžby.“ Aby mohl být BP-1 použit v rámci testů, museli výzkumníci na Kennedyho středisku najít způsob, jak z něj odstranit veškerou vlhkost. James Mantovani z laboratoře GMRO oznámil, že jeho tým vyvinul testovací proces využívající velkou pec, ve které se simulant vysušil před odesláním na Marshallovo středisko.

„Naším cílem je, aby tyto pozemní testy poskytly data o efektech povrchové interakce v prostředí relativního vakua, která můžeme využít pro prediktivní modelování, abychom lépe porozuměli účinkům, které mohou tyto vysokorychlostní prachové částice způsobit a také abychom našli způsob, jak tyto jevy řešit,“ uvedl Mantovani a dodal: „Potřebujeme minimalizovat jakoukoliv erozi lunárního povrchu nebo vytvoření kráteru během přistání, aby se minimalizovalo poškození vybavení.“ Zkoušky povrchové interakce se použijí také k ověření toho, jak různé přístroje dokáží sledovat formování kráteru i rychlý pohyb částic, které způsobuje proud spalin. Přístroje, které si povedou nejlépe, budou moci být na budoucích landerech poslány na Měsíc, aby sledovaly proces přistání ve skutečném prostředí.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://cdn.redshift.autodesk.com/2018/08/03-3DPrintinginSpace-NASA-swamp-works_fullwidth.jpg
https://ascelibrary.org/cms/asset/2580b768-f4b2-4c87-b23a-34af1252e5df/figure1.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/swamp_works_big_bin.jpg