Η NASA έχει ένα νέο Όραμα για την Εξερεύνηση του Διαστήματος: τις επόμενες δεκαετίες, οι άνθρωποι θα προσγειωθούν στον Άρη και θα εξερευνήσουν τον κόκκινο πλανήτη. Οι σύντομες επισκέψεις θα οδηγήσουν σε μεγαλύτερες διαμονές και, ίσως μια μέρα, σε αποικίες.
Πρώτα, όμως, επιστρέφουμε στη Σελήνη.
Γιατί η Σελήνη πριν τον Άρη;
«Η Σελήνη είναι ένα φυσικό πρώτο βήμα», εξηγεί ο Philip Metzger, φυσικός στο Διαστημικό Κέντρο Kennedy της NASA. «Είναι κοντά. Μπορούμε να εξασκηθούμε στη ζωή, την εργασία και την επιστήμη εκεί πριν κάνουμε μεγαλύτερα και πιο επικίνδυνα ταξίδια στον Άρη».
Η Σελήνη και ο Άρης έχουν πολλά κοινά. Η Σελήνη έχει μόνο το ένα έκτο της βαρύτητας της Γης. Ο Άρης έχει το ένα τρίτο. Η Σελήνη δεν έχει ατμόσφαιρα. η ατμόσφαιρα του Άρη είναι πολύ σπάνια. Η Σελήνη μπορεί να κρυώσει πολύ, έως και -240o C στις σκιές. Ο Άρης κυμαίνεται μεταξύ -20ο και -100ο C.
Ακόμη πιο σημαντικό, και οι δύο πλανήτες είναι καλυμμένοι με λεπτή λάσπη σκόνη, που ονομάζεται 'regolith'. Ο ρεγόλιθος της Σελήνης δημιουργήθηκε από τον αδιάκοπο βομβαρδισμό μικρομετεωριτών, κοσμικών ακτίνων και σωματιδίων ηλιακού ανέμου που διαλύουν πέτρες για δισεκατομμύρια χρόνια. Ο Αρειανός ρεγόλιθος προέκυψε από την πρόσκρουση μεγαλύτερων μετεωριτών, ακόμη και αστεροειδών, καθώς και από τις ηλικίες της καθημερινής διάβρωσης από το νερό και τον άνεμο. Υπάρχουν μέρη και στους δύο κόσμους όπου ο ρηγόλιθος έχει βάθος 10+ μέτρων.
Η λειτουργία μηχανικού εξοπλισμού με την παρουσία τόσης σκόνης είναι μια τρομερή πρόκληση. Μόλις τον περασμένο μήνα, ο Metzger συμπροήδρευσε μια συνάντηση με θέμα: «Κοκκώδη Υλικά στη Σεληνιακή και Αρειανή Εξερεύνηση», που πραγματοποιήθηκε στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι. Οι συμμετέχοντες αντιμετώπισαν ζητήματα που κυμαίνονται από τη βασική μεταφορά ('Τι είδους ελαστικά χρειάζεται ένα καροτσάκι του Άρη;') μέχρι την εξόρυξη ('Πόσο βαθιά μπορείς να σκάψεις πριν καταρρεύσει η τρύπα;') έως τις καταιγίδες σκόνης -τόσο φυσικές όσο και τεχνητές ('Πόσο σκόνη θα σηκώσει ένας πύραυλος προσγείωσης;»).
Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις στη Γη δεν είναι εύκολη. Η σεληνόσκονη και η σκόνη του Άρη είναι τόσο... εξωγήινη.
Δοκιμάστε το εξής: Περάστε το δάχτυλό σας στην οθόνη του υπολογιστή σας. Θα έχετε ένα μικρό υπόλειμμα σκόνης που κολλάει στην άκρη του δακτύλου σας. Είναι μαλακό και ασαφές - αυτή είναι η γήινη σκόνη.
Η σεληνιακή σκόνη είναι διαφορετική: «Είναι σχεδόν σαν θραύσματα γυαλιού ή κοραλλιών-περίεργα σχήματα που είναι πολύ αιχμηρά και συμπλέκονται», λέει ο Metzger. (Προβολή εικόνας σεληνιακής σκόνης.)
«Ακόμη και μετά από σύντομους περιπάτους στο φεγγάρι, οι αστροναύτες του Apollo 17 ανακάλυψαν ότι σωματίδια σκόνης είχαν μπλοκάρει τις αρθρώσεις των ώμων των διαστημικών στολών τους», λέει ο Masami Nakagawa, αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα μηχανικής ορυχείων της Σχολής Ορυχείων του Κολοράντο. «Η σεληνόσκονη διείσδυσε στις σφραγίδες, με αποτέλεσμα οι διαστημικές στολές να διαρρεύσουν κάποια πίεση αέρα».
Σε ηλιόλουστες περιοχές, προσθέτει ο Nakagawa, η λεπτή σκόνη αιωρείται πάνω από τα γόνατα των αστροναυτών του Apollo και ακόμη και πάνω από τα κεφάλια τους, επειδή μεμονωμένα σωματίδια φορτίζονταν ηλεκτροστατικά από το υπεριώδες φως του Ήλιου. Τέτοια σωματίδια σκόνης, όταν εντοπίζονταν στον βιότοπο των αστροναυτών, όπου θα μεταφερθούν στον αέρα, ερέθιζε τα μάτια και τους πνεύμονές τους. «Είναι ένα δυνητικά σοβαρό πρόβλημα».
Η σκόνη είναι επίσης πανταχού παρούσα στον Άρη, αν και η σκόνη του Άρη μάλλον δεν είναι τόσο αιχμηρή όσο η σεληνόσκονη. Οι καιρικές συνθήκες λειαίνουν τις άκρες. Ωστόσο, οι καταιγίδες σκόνης του Άρη χτυπούν αυτά τα σωματίδια με ταχύτητα 50 m/s (100+ mph), καθαρίζοντας και φθείροντας κάθε εκτεθειμένη επιφάνεια. Όπως αποκάλυψαν τα ρόβερ Spirit και Opportunity, η σκόνη του Άρη (όπως η σεληνόσκονη) είναι πιθανώς ηλεκτρικά φορτισμένη. Προσκολλάται σε ηλιακούς συλλέκτες, εμποδίζει το ηλιακό φως και μειώνει την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παραχθεί για μια επιφανειακή αποστολή.
Για αυτούς τους λόγους, η NASA χρηματοδοτεί το Nakagawa's Project Dust, μια τετραετή μελέτη αφιερωμένη στην εύρεση τρόπων μετριασμού των επιπτώσεων της σκόνης στη ρομποτική και ανθρώπινη εξερεύνηση, που κυμαίνονται από σχέδια φίλτρων αέρα έως επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης που απωθούν τη σκόνη από διαστημικές στολές και μηχανήματα. .
Η Σελήνη είναι επίσης ένα καλό πεδίο δοκιμών για αυτό που οι σχεδιαστές αποστολών αποκαλούν «in-situ resource utilization» (ISRU) – a.k.a. «Ζώντας από τη γη». Οι αστροναύτες στον Άρη θα θέλουν να εξορύξουν ορισμένες πρώτες ύλες τοπικά: οξυγόνο για την αναπνοή, νερό για πόσιμο και καύσιμο πυραύλων (ουσιαστικά υδρογόνο και οξυγόνο) για το ταξίδι στο σπίτι. «Μπορούμε να το δοκιμάσουμε πρώτα στη Σελήνη», λέει ο Metzger.
Τόσο η Σελήνη όσο και ο Άρης πιστεύεται ότι φιλοξενούν νερό παγωμένο στο έδαφος. Τα στοιχεία για αυτό είναι έμμεσα. Η NASA και το διαστημικό σκάφος της ESA έχουν ανιχνεύσει υδρογόνο - πιθανώς το H στο H2O - στο έδαφος του Άρη. Οι υποτιθέμενες παγωμένες αποθέσεις κυμαίνονται από τους πόλους του Άρη σχεδόν μέχρι τον ισημερινό. Ο σεληνιακός πάγος, από την άλλη πλευρά, βρίσκεται κοντά στον βόρειο και νότιο πόλο της Σελήνης βαθιά μέσα σε κρατήρες όπου ο Ήλιος δεν λάμπει ποτέ, σύμφωνα με παρόμοια δεδομένα από το Lunar Prospector και το Clementine, δύο διαστημόπλοια που χαρτογράφησαν τη Σελήνη στα μέσα της δεκαετίας του 1990.
Αν αυτός ο πάγος μπορούσε να ανασκαφεί, να αποψυχθεί και να χωριστεί σε υδρογόνο και οξυγόνο… Voila! Άμεσες προμήθειες. Το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA, που πρόκειται να εκτοξευτεί το 2008, θα χρησιμοποιήσει σύγχρονους αισθητήρες για να αναζητήσει κοιτάσματα και να εντοπίσει πιθανές τοποθεσίες εξόρυξης.
«Οι σεληνιακοί πόλοι είναι ένα κρύο μέρος, επομένως εργαζόμαστε με ανθρώπους που ειδικεύονται σε κρύα μέρη για να καταλάβουμε πώς να προσγειωθούν στα εδάφη και να σκάψουν στον μόνιμο παγετό για να ανασκάψουν νερό», λέει ο Metzger. Οι κύριοι μεταξύ των συνεργατών της NASA είναι ερευνητές από το Εργαστήριο Έρευνας και Μηχανικής Ψυχρών Περιοχών του Στρατού Μηχανικών (CRREL). Οι βασικές προκλήσεις περιλαμβάνουν τρόπους προσγείωσης πυραύλων ή δημιουργίας οικοτόπων σε εδάφη πλούσια σε πάγο χωρίς η θερμότητά τους να λιώσει το έδαφος και να καταρρεύσει κάτω από το βάρος τους.
Η δοκιμή όλης αυτής της τεχνολογίας στη Σελήνη, η οποία απέχει μόλις 2 ή 3 ημέρες από τη Γη, θα είναι πολύ πιο εύκολη από τη δοκιμή της στον Άρη, έξι μήνες μακριά.
Έτσι… στον Άρη! Αλλά πρώτα, η Σελήνη.
Αρχική πηγή: [email protected] Άρθρο
