Būsimoms žmonių tyrimų bazėms Mėnulyje reikės patikimų nusileidimo ir pakilimo aikštelių. Jos privalės atlaikyti didelių raketų, gabenančių atsargas į Mėnulio paviršių, masę. Atsigabenti išteklių pastatyti pačioms aikštelėms iš Žemės būtų pernelyg brangu, todėl šios struktūros turės būti pagamintos iš vietinių medžiagų – Mėnulio regolito. Tačiau kol kas labai mažai žinome apie mechanines ir šiluminės regolito, ypač apdoroto ir paversto vientisu bloku, savybes.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Dabar grupė inžinierių sukūrė projektavimo metodiką Mėnulio nusileidimo aikštelėms, pritaikydami gerai žinomus ir Žemėje taikomus plokštinių struktūrų konstravimo ant grunto principus.
Pagrindinė problema – suslėgtas regolitas tikėtinai bus trapus ir silpnesnis tempiant, nei gniuždant. Taip pat jis turėtų būti stiprus šiluminis izoliatorius, todėl net tiesioginis raketų srovės poveikis dramatiškai įkaitintų tik viršutinius aštuonis centimetrus plokštės. Tokia situacija – nieko gero, nes kaskart raketai leidžiantis ir kylant besiplečiantis ir susitraukiantis lydinys pradės eižėti. Dar vien svarbus veiksnys – 28 dienų Mėnulio dienos ir nakties ciklas, kurio metu temperatūros keičiasi labai stipriai. Plokštės plėtimąsi ir susitraukimą stabdytų trinties jėga su puriu regolitu apačioje. Tačiau viršutinės dalies niekas taip neprilaiko, todėl karšto viršutinio sluoksnio plėtimasis galėtų sukelti visos plokštės įlinkimą ir įtempimus, vedančius į plyšius.
Atsižvelgiant į šiuos veiksnius, tyrėjai apskaičiavo, kad 50 tonų nusileidimo aparatui reikalinga maždaug trečdalio metro storio plokštė. Storesnė plokštė, priešingai nei galima būtų tikėtis, labiau linkusi plyšti dėl šiluminės įtampos ir greičiau suirtų. Įmanomos kelios gedimo variacijos; labiausiai tikėtina yra atšokimas, kai dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo atskyla plokštės skiedros. Ilgainiui, su pakartotiniais raketų smūgiais, tai gali pabloginti struktūrinį plokštės vientisumą.
Deja, žinių apie regolito savybes spragos neleidžia patikimai suprojektuoti nusileidimo aikštelės, remiantis vien dabar turima informacija. Taigi tyrėjai siūlo paprastą planą įrodyti, kad aikštelė veiks – eksperimentus vietoje. Greičiausiai pirmasis Mėnulio tyrinėjimo žingsnis nebus nuolatinio naudojimo aikštelės statyba, o duomenų rinkimas apie medžiagas ir testavimas Mėnulio gravitacijos bei atmosferos sąlygomis.
Vėliau pastatytą aikštelę reikės aprūpinti jutikliais ir nuolat rinkti duomenis apie jos deformacijas, nes tai padės numatyti, kur formuosis plyšiai, ir iš anksto sukurti prevencijos strategijas. Tokią aikštelę statyti ir prižiūrėti greičiausiai turės robotai – arba nuotoliniu būdu valdomi, arba visiškai autonomiški, nes žmonių darbas tokiai užduočiai būtų nepraktiškas. Laikui bėgant, Mėnulyje išmoktos žinios galės būti pritaikytos ir Marse bei kituose Saulės sistemos kūnuose.
