يتطلب استكشاف الفضاء جميع أنواع الحلول المثيرة للاهتمام للمشكلات المعقدة. يوجد فرع من وكالة ناسا مصمم لدعم المبتكرين الذين يحاولون حل تلك المشكلات - معهد المفاهيم المتقدمة (Institute for Advanced Concepts) نياك ). في بعض الأحيان يوزعون تمويل المنح لمشاريع جديرة بالاهتمام تحاول معالجة بعض هذه التحديات. النتائج من إحدى هذه المنح موجودة الآن ، وهي مثيرة للاهتمام. فريق من ماستن لأنظمة الفضاء بدعم من شركة Honeybee Robotics و Texas A&M وجامعة سنترال فلوريدا ، توصلوا إلى طريقة يمكن لمركبة هبوط على سطح القمر أن تودع منصة هبوطها في طريقها إلى الأسفل.
يشكل الغبار القمري مشكلة كبيرة لأي مركبة هبوط تعمل بالطاقة على السطح. كما أن الصواريخ المرتدة اللازمة للهبوط على سطح القمر بهدوء ستطلق الغبار والصخور في الهواء ، مما قد يؤدي إلى إتلاف المسبار نفسه أو أي بنية تحتية بشرية محيطة به. ستقلل منصة الهبوط من تأثير هذا الغبار وتوفر مكانًا أكثر استقرارًا للهبوط نفسه.
رسم يوضح الفرق بين الهبوط مع أو بدون نظام الترسيب.
الائتمان - Masten Space Systems
لكن بناء منصة هبوط بالطريقة التقليدية سيكون مكلفًا للغاية. تقدر التقديرات الحالية تكلفة بناء منصة هبوط على سطح القمر باستخدام المواد التقليدية بحوالي 120 مليون دولار. أي مهمة من هذا القبيل تعاني أيضًا من مشكلة الدجاج والبيض. كيف يمكن الحصول على المواد اللازمة لبناء منصة الهبوط في مكانها إذا لم تكن هناك منصة هبوط ، لتبدأ؟
التكنولوجيا التي طورتها ماستن هي حل مبتكر لكل من هاتين المشكلتين. سيسمح إيداع منصة هبوط أثناء الهبوط لرواد الفضاء بالحصول على منصة هبوط في مكانها قبل أن تلمس أي مركبة فضائية هناك. كما سيكلف التثبيت أقل بكثير لأن كل ما هو مطلوب هو مادة مضافة بسيطة نسبيًا لعادم الصاروخ الذي يتم إطلاقه بالفعل في السطح.
رسم يوضح عملية النظام الكاملة لحاقن الجسيمات FAST.
الائتمان - ماجستير أنظمة الفضاء
فكرة ماستن العامة سهلة بما يكفي لفهمها. ستسمح إضافة كريات صلبة إلى عادم الصاروخ بتسييل هذه المادة جزئيًا وترسيبها في منطقة انفجار العادم ، مما قد يؤدي إلى تصلبها إلى درجة لم يعد فيها الغبار عاملاً حيث يتم تغليفه في غلاف خارجي صلب. اعتقد ماستن أنه يمكنه العثور على المادة المناسبة لإضافتها إلى عادم الصواريخ للقيام بذلك بالضبط.
النجاح أو الفشل سينتج عن الخصائص الفيزيائية للكريات المضافة. لن تذوب أي مادة مضافة ذات تحمل كبير للحرارة بشكل مناسب في عادم الصاروخ ، مما يؤدي أساسًا إلى قصف السطح برصاصات صغيرة. من ناحية أخرى ، فإن أي مادة مضافة ذات تحمل ضئيل للغاية للحرارة يمكن أن تذوب تمامًا بواسطة عادم الصاروخ وتبخرها لتصبح سحابة غير مجدية.
مثال على مقدار الغبار الذي يمكن ركله حتى على الأرض أثناء اختبار إطلاق أحد صواريخ ماستن.
الائتمان - Masten Space Systems
للعثور على التوازن المثالي ، طورت ماستن نظامًا من مستويين ، بحجم كبير نسبيًا (.5 مم) الألومينا الجزيئات المستخدمة لإنشاء طبقة أساسية من سطح القمر المنصهر 1 مم مع الألومينا. بعد ذلك ، عندما اقترب المسبار من الطبقة الأساسية ، ستتحول المادة المضافة إلى جسيم ألومينا 0.024 مم ، والذي سوف يترسب بسرعة 650 م / ث على الطبقة الأساسية ويخلق وسادة هبوط بقطر 6 أمتار تبرد في 2.5 ثانية.
يبدو كل هذا وكأنه فكرة رائعة جدًا ، لكنها لا تزال في بدايتها. مثل العديد من المنح الفيدرالية ، تركز منحة NIAC على تطوير فكرة منصة الهبوط القابلة للإيداع هذه نهجًا مرحليًا. ركزت معظم المرحلة الأولى ، التي اكتملت للتو ، على إثبات أن الفكرة قابلة للتنفيذ ، وهو ما يعتقده ماستن.
مثال لتأثيرات صفيحة الألومينا ، على غرار ما قد يترسب على سطح القمر في نظام متوسع بالكامل. يمكن رؤية صورة الأشعة تحت الحمراء لعادم الصاروخ على اليمين.
الائتمان - Masten Space Systems
المجدي ليس هو نفسه وظيفيًا ، ولكن هذا هو بالضبط ما يفترض أن تدعمه منح NIAC - الأفكار الجامحة التي قد تغير بشكل أساسي بعض جوانب استكشاف الفضاء. إذا كان Masten صحيحًا وكان النهج ممكنًا ويمكن زيادته ، فقد تُرى منصات الهبوط تنبثق في جميع أنحاء سطح القمر. وأخيرًا في جميع أنحاء المريخ أيضًا.
يتعلم أكثر:
MSS - تخفيف الغبار القمري: ماستن يُكمل دراسة سريعة لوسادة الهبوط
ناسا - منصات الهبوط الفوري لبعثات أرتميس القمرية
الصورة الرئيسية:
يستخدم الرسم الفني لمركبة هبوط على سطح القمر تقنية ترسيب منصة الهبوط FAST.
الائتمان - Masten Space Systems
