Ученые разгадали загадку лунной пыли, сделав посадку на Луну безопаснее
Возвращение человечества на Луну, на этот раз с целью долгосрочного пребывания, заставило специалистов обратить внимание на одну из ключевых проблем: безопасную и точную посадку в условиях развитой лунной инфраструктуры.
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 NASA и другие космические агентства планируют создание постоянных баз, понимание физики лунных выбросов стало критически важным.
Разгадка многолетней тайны
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. 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 Гёртлера — динамического эффекта, возникающего при обтекании газом неровной поверхности.
Опасность для лунных баз
Проблема лунной пыли становится еще острее из-за необходимости искусственной среды обитания. Людям придется жить в герметичных модулях, питаемых солнечными панелями и окруженных инфраструктурой. Потоки пыли, поднимаемые двигателями, действуют как пескоструйный аппарат, способный повредить критически важное оборудование.
"Мы выяснили, что эти удивительно регулярные полосы возникают не из-за особенностей места посадки, а из-за поведения сверхзвуковой струи газа, взаимодействующей с поверхностью. На Луне этот эффект выражен особенно сильно из-за почти полного вакуума", — пояснил Жуй Ни.
Эксперименты в вакуумной камере
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.
Значение для будущих миссий
После полувекового перерыва NASA готовится отправить людей на Луну в рамках программы «Артемида», на этот раз с целью создания постоянных структур.
"Наша работа помогает оценить риски, предложить способы их снижения и улучшить прогнозирование эрозии при посадке", — отметил Ни. "Эти открытия позволят будущим миссиям оптимизировать стратегии посадки и минимизировать влияние пылевых облаков на оборудование и видимость".
Исследование было опубликовано 19 июля 2025 года в журнале .