La rappresentazione artistica di un lander lunare utilizza la tecnologia di deposizione della piattaforma di atterraggio FAST. Credito:Masten Space Systems
L'esplorazione dello spazio richiede tutti i tipi di soluzioni interessanti a problemi complessi. C'è un ramo della NASA progettato per supportare gli innovatori che cercano di risolvere questi problemi:l'Institute for Advanced Concepts (NIAC). Occasionalmente distribuiscono sovvenzioni a progetti meritevoli cercando di affrontare alcune di queste sfide. I risultati di una di queste sovvenzioni sono ora disponibili, e sono intriganti. Un team di Masten Space Systems, supportato da Honeybee Robotics, Texas A&M, e l'Università della Florida centrale, ha inventato un modo in cui un lander lunare potrebbe depositare la propria piattaforma di atterraggio durante la discesa.
La polvere lunare rappresenta un problema significativo per qualsiasi lander motorizzato sulla superficie. I razzi retrogradi necessari per atterrare dolcemente sulla superficie lunare scalderanno anche la polvere e si solleveranno in aria, potenzialmente danneggiare il lander stesso o qualsiasi infrastruttura umana circostante. Una piattaforma di atterraggio ridurrebbe l'impatto di questa polvere e fornirebbe un luogo più stabile per l'atterraggio stesso.
Ma costruire una tale piattaforma di atterraggio nel modo tradizionale sarebbe proibitivo. Le stime attuali stimano il costo della costruzione di una piattaforma di atterraggio lunare utilizzando materiali tradizionali a circa 120 milioni di dollari. Qualsiasi missione di questo tipo soffre anche di un problema con le galline e le uova. Come ottenere i materiali per costruire il terreno della piattaforma di atterraggio sul posto se non c'è una piattaforma di atterraggio, iniziare con?
La tecnologia che Masten ha sviluppato è una soluzione geniale a entrambi questi problemi. Depositare una piattaforma di atterraggio durante la discesa consentirebbe ai viaggiatori spaziali di disporre di una piattaforma di atterraggio prima che un veicolo spaziale atterri laggiù. Costerebbe anche molto meno da installare poiché tutto ciò che serve è un additivo relativamente semplice per lo scarico del razzo già lanciato in superficie.
Grafico che mostra la differenza tra l'atterraggio con o senza il sistema di deposizione. Credito:Masten Space Systems
L'idea generale di Masten è abbastanza facile da capire. L'aggiunta di pellet solidi nello scarico del razzo consentirebbe a quel materiale di liquefarsi parzialmente e di depositarsi sulla zona di esplosione dello scarico, potenzialmente indurisce fino a un punto in cui la polvere non è più un fattore in quanto è incapsulata in un guscio esterno rigido. Masten credeva di poter trovare il materiale giusto da aggiungere allo scarico del razzo per fare esattamente questo.
Il successo o il fallimento dipenderebbero dalle proprietà fisiche dei granuli di additivi. Qualsiasi additivo con troppa tolleranza al calore non si scioglierebbe adeguatamente nello scarico del razzo, essenzialmente bombardando la superficie con minuscoli proiettili. D'altra parte, qualsiasi additivo con poca tolleranza al calore potrebbe essere completamente sciolto dallo scarico del razzo e vaporizzato in una nuvola inutile.
Per trovare l'equilibrio perfetto, Masten ha sviluppato un sistema a due livelli, con particelle di allumina relativamente grandi (.5 mm) utilizzate per creare uno strato di base di 1 mm di superficie lunare fusa combinata con allumina. Quindi, mentre il lander si avvicinava allo strato di base, l'additivo passerebbe a una particella di allumina da 0,024 mm, che si depositerebbe a 650 m/s sullo strato di base e creerebbe una piattaforma di atterraggio di 6 m di diametro che si raffredderebbe in 2,5 secondi.
Grafico che mostra l'intero processo del sistema dell'iniettore di particelle FAST. Credito:Master Space Systems
Esempio di quanta polvere può essere sollevata anche sulla Terra mentre uno dei razzi di Masten viene testato. Credito:Masten Space Systems
Esempio degli effetti di una lastra di allumina, simile a quello che si depositerebbe sulla superficie lunare in un sistema completamente ingrandito. Un'immagine a infrarossi dello scarico del razzo può essere vista a destra. Credito:Masten Space Systems
Sembra tutto un'idea piuttosto impressionante, ma è ancora presto. Come molte sovvenzioni federali, la sovvenzione NIAC incentrata sullo sviluppo di questa idea di piattaforma di atterraggio depositabile ha un approccio graduale. La maggior parte della Fase I, che è appena stato completato, focalizzato sulla dimostrazione che l'idea è fattibile, che Masten crede che sia.
Fattibile non è la stessa cosa che funzionale, ma questo è esattamente ciò che le sovvenzioni NIAC dovrebbero supportare:idee selvagge che potrebbero cambiare radicalmente alcuni aspetti dell'esplorazione spaziale. Se Masten è corretto e l'approccio è possibile e può essere ampliato, le piattaforme di atterraggio potrebbero essere viste spuntare su tutta la superficie lunare. E alla fine anche su Marte.
