Ученые разгадали загадку лунной пыли

Планы пилотируемого полета на Луну и строительства лунных баз вынашивают все страны мирового космического клуба. Но ученые предупреждают: на Луне космонавтам и астронавтам придется крайне нелегко. И дело не только в низкой гравитации, космическом излучении и отсутствии воздуха. Одна из самых серьезных неприятностей - лунная пыль. Поверхность спутника Земли она покрывает толстым слоем. При этом не просто отличается от земной, но еще и очень опасна.

В чем опасность? Специалисты говорят: лунная пыль мелкая, как порошок, но режет не хуже стекла. Так, попадая в организм, эти частички могут оказываться в клетках, разрушая их или вызывая значительные изменения ДНК. Во всяком случае, именно такой эффект наблюдали ученые, подвергнув воздействию искусственно созданной лунной пыли выращенные в лаборатории мышиные и человеческие клетки.

Пыль имеет структуру "ежика": крошечные крупинки очень острые и имеют зазубрины. И они прилипают почти ко всему: к скафандрам, внешним поверхностям космических аппаратов, приборам и устройствам. Лунная пыль может вызывать их отказы, заноситься внутрь лунных модулей.

Дело еще в том, что при прилунении мощные двигатели посадочных модулей поднимают облака пыли и обломков, которые могут повредить оборудование вокруг. Во времена миссий "Аполлон", когда посадки были кратковременными и происходили в безлюдных районах, эта проблема не казалась столь серьезной. Однако теперь, когда космические агентства планируют создание постоянных баз, понимание физики лунных выбросов стало критически важным, - пишет New-Science.ru.

Группа инженеров под руководством Жуй Ни из Университета Джонса Хопкинса, в сотрудничестве с NASA и Мичиганским университетом, с 2021 года изучала необычный феномен, замеченный еще во время миссий "Аполлон" - радиальные полосы пыли, расходящиеся от места посадки. Как отмечается, этот же эффект наблюдался при посадке аппарата Blue Ghost компании Firefly Aerospace, но до сих пор оставался необъясненным. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые наконец раскрыли причину этого явления. Оказалось, что в условиях лунного вакуума выхлопные газы двигателей создают вихревые потоки, которые формируют характерные пылевые узоры. Это результат так называемой неустойчивости Гертлера - динамического эффекта, возникающего при обтекании газом неровной поверхности.

Чтобы изучить этот процесс, команда воссоздала условия лунной посадки в 15-футовой вакуумной камере в Космическом центре NASA имени Маршалла. Шесть высокоскоростных камер фиксировали движение частиц, их скорость и образование кратеров. Это первый в истории эксперимент, позволивший получить точные данные о поведении пыли при посадке.

Исследование ученых помогает оценить риски на Луне и предложить способы их снижения.