Systémy pro lunární regolit

Pokud Vás nebaví doma utírat prach, pak vězte, že na Měsíci je situace ještě mnohem horší. Povrch našeho souputníka je extrémně zaprášený a proto se na Zemi mohou technologie zaměřené právě na lunární regolit nejlépe testovat na pouštích. V Mohavské poušti v Kalifornii proběhnou testy hned dvou technologií, které nějak s lunárním regolitem souvisí. V obou případech se ke zkouškám využije zařízení Xodiac od firmy Masten Space Systems, které podobně jako lunární lander umožňuje vertikální start a vertikální přistání. A jaké jsou úkoly těchto testovaných systémů? První má posunout možnosti pokročilých senzorů, které mají řešit rizika spojená s vyvrženým regolitem od raketového motoru a druhý se naopak zaměří na směr regolitu pro analýzu.

Když lander přistává na Měsíci, udělí velkou rychlost mnoha úlomkům – od prachových částic až po kousky štěrku a kamínků,“ říká Philip Metzger, planetární výzkumník z University of Central Florida v Orlandu a hlavní vědecký pracovník laserového senzoru Ejecta STORM a dodává: „Tyto kousky mohou způsobit různá poškození – od prostého „opískování“ povrchu landeru a fotovoltaických panelů, až po rozbití optických senzorů a dalších přístrojů.“ Metzger studuje vlivy vyvrženého lunárního regolitu již více než 20 let – na Kennedyho středisku se třeba podílel na definici doporučení, která mají chránit místa historických přistání programu Apollo a zabránit jejich poškození odlétávajícím materiálem.

Sonda Surveyor III přistála na Měsíci v roce 1967. V roce 1969 byla během přistání nedaleké mise Apollo 12 silně obroušena vyvrženým lunárním regolitem.

Sonda Surveyor III přistála na Měsíci v roce 1967. V roce 1969 byla během přistání nedaleké mise Apollo 12 silně obroušena vyvrženým lunárním regolitem.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Když bychom měli data ze senzoru vyvrženého materiálu přímo ze skutečného lunárního landeru, pomohlo by nám to zpřesnit tato doporučení. Mohli bychom také lépe chránit nové stroje, které pošleme na Měsíc, ale i na jeho oběžnou dráhu. Nejde přitom jen o americké stroje, ale o celý mezinárodní výzkum,“ říká Metzger a dodává: „Mohli bychom také vypracovat fyzikální rovnice, které umožní předvídat situaci a omezit tak riziko.

Nadcházející letový test je dalším krokem tímto směrem. Metzger a jeho tým usadí svůj senzor na zařízení Xodiac, pod kterým se bude nacházet simulovaný lunární regolit. Přístroj zasvítí čtyřmi lasery do zvířeného prachu a senzory mají měřit množství a velikost prachových částic, jejich rozložení, úroveň eroze a další faktory. Nasbírané údaje se použijí pro počítačové modely, které budou schopné škálovat předpovědi pro větší či menší landery za různých podmínek.

Čtyři lasery přístroje Ejecta STORM mají měřit velikost prachových částic, jejich rychlost, rozložení a další faktory.

Čtyři lasery přístroje Ejecta STORM mají měřit velikost prachových částic, jejich rychlost, rozložení a další faktory.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Metzger však přiznává, že by vědcům pomohlo, kdyby se tyto senzory dostaly pravidelně na lunární mise, aby bylo možné sledovat změny prostředí v průběhu času. „Když studujeme lunární regolit, tak také můžeme kvantifikovat, jaké množství spalin z raketového motoru je zachyceno měsíčním prostředím,“ říká Metzger a dodává: „S tím, jak se na Měsíci chystá přistávat více a více misí, budou tyto informace velmi důležité v rámci ochrany lunárního prostředí pro vědecké účely.

Aktuální testy prováděné v rámci projektu Flight Opportunities jsou důležitým milníkem na cestě k přístrojům, které budou noci vyrazit přímo k Měsíci. „Když máte lunární misi, tak máte jen jednu možnost. Během asi 30 sekund musíte získat měření, která potřebujete,“ říká Metzger a dodává: „Tenhle čas nemůžete promarnit. Proto děláme tyhle zkoušky, abychom se ujistili, že zvládneme zhodnotit různé aspekty senzorů.

Simulovaný lunární regolit odebraný zařízením PlanetVac při zkoušce v roce 2017.

Simulovaný lunární regolit odebraný zařízením PlanetVac při zkoušce v roce 2017.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

O lunárním regolitu se většinou hovoří jako o problému, který vše komplikuje. Ale je to také materiál, který v sobě ukrývá mnoho informací pro vědecký výzkum. Vědci proto chtějí část regolitu odebrat, aby mohli provést jeho analýzu. A právě to je úkolem druhé technologie, kterou čeká zkouška během následujícího letu. Projekt PlanetVac vytvořila společnost Honeybee Robotics a nejde o nic nového – zařízení letělo na stroji od firmy Masten už v roce 2017.

PlanetVac se připojí k noze landeru a pro sběr materiálu využije plyn, s jehož pomocí dopraví vzorky z povrchu skrz trubici do kontejneru, který má být určen k dopravě na Zemi. Tohle zařízení už má jistotu, že poletí na Měsíc – NASA totiž PlanetVac vybrala v rámci programu CLPS (Commercial Lunar Payload Services). A aby toho nebylo málo, tak stejný systém má být i na palubě japonské mise MMX, která má v roce 2024 vyrazit k Marsu, Jejím úkolem bude odebrat vzorky z měsíce Phobos a dopravit je na Zemi.

Zařízení Xodiac od firmy Masten. Na grafice je růžovo-fialovou barvou vyznačen testovaný systém PlanetVac. Odběrné zařízení je u paty přistávací nohy, zatímco kontejner na vzorky najdeme až v horní části sestavy.

Zařízení Xodiac od firmy Masten. Na grafice je růžovo-fialovou barvou vyznačen testovaný systém PlanetVac. Odběrné zařízení je u paty přistávací nohy, zatímco kontejner na vzorky najdeme až v horní části sestavy.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Při zkoušce ve zmíněném roce 2017 se podařilo prokázat, že tato technologie úspěšně odebere více než 300 gramů simulovaného regolitu. Aktuální test má odvážnější cíl. Před třemi lety byl kontejner na vzorky umístěn velmi blízko patě přistávací nohy, ovšem tentokrát chtějí výzkumníci vyzkoušet schopnost přenést vzorky od povrchu do kontejneru, který bude několik desítek centimetrů nad povrchem. „Tohle by nám mělo ukázat, že technologie je schopnější, než pro lunární mise potřebujeme,“ říká s úsměvem Luke Sanasarian, strojní inženýr a projektový vedoucí firmy Honeybee pro tento testovací let a dodává: „Pokud se ukáže, že jsme schopni přenést vzorky i v tomto případě, tak ještě více snížíme riziko pro lunární mise.

Ale firma Honeybee se kromě toho rozhodla využít i oblak prachu, který vznikne pro testování výše popsaného přístroje Ejecta STORM. Tento oblak poslouží k ověření, zda systém PlanetVac zvládne odebrat vzorky z povrchu, odkud byly odfouknuty drobné částice. Tohle se při testech před třemi lety netestovalo.„Dříve jsme kompletně zablokovali spaliny z motorů, abychom zabránili tomu, že by narušily regolit. Je to tím, že množství vírů v atmosféře Země je mnohem větší, než co zažijeme v lunárním vakuu,“ popisuje Sanasarian a dodává: „Nyní však chceme otestovat nějaké víření povrchového regolitu – zhruba na úrovni srovnatelné s tím, co zažijeme na Měsíci. To nás ještě více přiblíží podmínkám, kterým naše zařízení bude muset čelit na Měsíci.

Proces fungování zařízení PlanetVac. Při aktuální zkoušce však bude odběrný kontejner výrazně dál.

Proces fungování zařízení PlanetVac. Při aktuální zkoušce však bude odběrný kontejner výrazně dál.
Zdroj: https://planetary.s3.amazonaws.com/

Tento režim postupného testování, ve kterém mohou výzkumníci vyhodnotit určité aspekty nových technologií, udělat úpravy a tato vylepšení znovu otestovat, aby ověřili všechny parametry, se podle členů týmu velmi osvědčil právě v projektu PlanetVac, na který čeká jeho komerční mise v roce 2023. „Možnost provést tento druhý test v nové konfiguraci nepřináší jen rozšíření našeho chápání, jak technologie fungují, ale také obohatí další mise, jejichž součástí tento systém může být,“ říká Sanasarian.

Tím, že se týmy z University of Central Florida a Honeybee dohodly na společném letu, získaly možnost získat více dat než pokud by každý tým testoval svou technologii samostatně. Měření univerzitního týmu navíc mohou firmě Honeybee pomoci lépe pochopit procesy víření materiálu u povrchu, které mají vliv na úspěšnost odběru materiálu. „Jejich data nám pomohou lépe porozumět tomu, jak jsou kousky regolitu vyvrhovány pryč, což vhodně doplňuje i naše zkoušky,“ říká Sanasarian a dodává: „A kromě toho se tím ještě více zvyšuje hodnota letu pro každého, kdo je do programu zapojen i hodnota misí pro NASA, které z toho budou profitovat.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/planetvac_test1_-9.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/as12-48-7134_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ejecta_storm.jpeg
https://www.nasa.gov/…/files/thumbnails/image/44952876634_bd0a22db7f_k.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/masten_pvac_2_assembly_with_labels.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/…/20180208_planetvac-xodiac-land-sample.jpg

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

test1
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

14 komentářů ke článku “Systémy pro lunární regolit”

  1. SFENCE napsal:

    Sonda Surveyor III přistála na Měsíci v roce 1967. V roce 1969 byla během přistání nedaleké mise Apollo 12 silně obroušena vyvrženým lunárním regolitem.

    Jak daleko ta sonda byla od mista pristani Apollo 12?

      • SFENCE napsal:

        Diky.

        To je drsne, ze i na vzdalenost 183 metru doslo k silnemu obrouseni odletajicimi zrnicky regolitu.

        • Spytihněv napsal:

          Že by astronauti během odmontováváni přistrojů ze Surveyoru něco takového pozorovali? Když se podíváme na fotografie okolí přistáni misí Apollo, tak se nedá mluvit o příliš porušeném regolitu v okolí LM. Klasický důkaz může být třeba první stopa. Po sestupu ze žebříku se Armstrong zabořil, takže nic moc odfouknuto nebylo. A celkově lze pěkně vidět, kudy se astronauti pohybovali. Proto se mi tahle informace o obroušeném Surveyoru moc nezdá.

          • Dušan Majer napsal:

            Píše se o tom nejen na webu NASA (viz zdrojový článek), ale zmiňuje se to trochu podrobněji také na wiki: But the actual touchdown point—approximately 600 feet (183 m) from Surveyor 3—did cause high velocity sandblasting of the probe. It was later determined that the sandblasting removed more dust than it delivered onto the Surveyor, because the probe was covered by a thin layer that gave it a tan hue as observed by the astronauts, and every portion of the surface exposed to the direct sandblasting was lightened back toward the original white color through the removal of lunar dust.

          • Petr Scheirich napsal:

            Podrobná zpráva o analýzách provedených na Surveyoru 3 je zde:
            https://www.lpi.usra.edu/lunar/documents/NTRS/collection2/NASA_SP_284.pdf

            Na str. 94 se píše o tom „opískování“. Povrchy Surveyoru 3 opatřené bílým nátěrem za 2,5 roku na povrchu Měsíce zhnědly, což se předem očekávalo a je to připisováno působení UV záření ze Slunce. Nicméně, ty nejtmavší části povrchu připomínaly svým vzhledem vypálené stíny, které na ně vrhly ostatní součásti Surveyoru, a směry, v nichž byly tyto stíny vrženy, odpovídají směru od místa přistání Apolla 12.
            Jinak řečeno, povrchová vrstvička barvy za ty 2,5 roku zhnědla, ale při přistání Apolla 12 ty části, které měly přímý „výhled“ na lunární modul, byly „opískovány“ a opět trochu zesvětlaly.

            Jde jen o tuhle mírnou změnu barvy; zpráva se nezmiňuje o nějakých vysloveně „škrábancích“, takže ty částice, které to způsobily, musely být skutečně mikroskopické, jen z povrchové vrstvičky regolitu. Odlétající prach je ostatně dobře vidět na záběrech z přistání Apolla 12 už od výšky cca 80 stop.

    • Vojta napsal:

      Asi 180 metrů.
      https://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/lroc_20090903_apollo12.html

      Snímky, co jsem viděl, žádné poškození neukazovaly (nebyly dost detailní), takže to určitě nebylo tak, jako když dáte opískovat starou barvu ze svého veterána. Podle
      https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2011Icar..211.1089I/abstract
      šlo o cca jeden 80 mikrometrový důlek na čtvereční milimetr. Tedy hodně drobných povrchových škrábanců. Ale také tam tvrdí, že Surveyor nedostal plný zásah, takže to mohlo být o dost horší.

    • Hawk napsal:

      Zase predpokladejme ze pro pravidelne lety na lunarni zakladnu vznikne zpevnena plocha.
      Stejne tak povrchove komunikace pro astronouty a rovery na zakladne budou zpevneny.
      Nepredpokladam ze osetreni techto ploch od nanosu(napr. pri najizdeni roveru na rozhrani zpevnene a nezpevnene plochy) by byl velky technicky problem.

      • Radim Pretsch napsal:

        Betonování nebo obecně jakékoliv zpevňování povrchu bych viděl jako hudbu vzdálenější budoucnosti. I kdyby se na to dal použít samotný regolit, teploty a tlaky, potřebné pro jeho zpracování, budou energeticky náročné. Nemluvě o zařízeních na zplanýrovaní povrchu.

        Jak vyplývá z diskuze, nejedná se při přistání o tak zásadní problém ,jak se snaží sugerovat úvodní příspěvek.

        Pravděpodobně postačí nastavení přistávacího manévru. Tak, jak to plánuje např. SpaceX pro lunární Starship.

        • SFENCE napsal:

          Omlouvam se, ze citaci popisku obrazku z clanku jsem ve Vas vzbudil pocit, ze Vam neco vsugerovavam.

          • Radim Pretsch napsal:

            Asi se shodneme na tom, že výraz „silně obroušena“ vyvolává jinou představu, než jaká se, v následující debatě, ukázala skutečnost.

            Pokud citujete a nechcete být s tou citací nijak spojován, bývá dobrým zvykem použít uvozovky. Já jsem vycházel z vašeho příspěvku v diskuzi, s popiskem jsem si jej nespojil.

          • SFENCE napsal:

            Zkusim na to pro priste myslet. Nejak mne prislo, ze vzhledem k tomu, ze pokladam otazku, bude jasne, ze uvadim cast clanku, ke ktere vztahuji svoji otazku.

  2. Josef-Pepa napsal:

    Dobrý den,
    Když je problém při přistání s regolitem na měsíci tak šlo by to odbagrovat pryč ta prašná vrstva a nachystat tam třeba 1×1 Km čisté plochy na přistávání ?
    Vím, že NASA vyvinuli a úspěšně otestovali reaktor o výkonu 1-10 KW tak by to stačilo připojit na elektro-ohrnák s ovladačem a připojit na internet 🙂

    Nebo jsem viděl upravený satelit, nebo speciální zrcadla co odraz slunce přemění na velké teplo tak by tím zdarma zapekli ten regolit 🙂

    Je tolik možností a oni to řeší zbytečně složitě se mi zdá a děkuji za vysvětlení.

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.