На Луне обнаружена скрытая угроза для будущих астронавтов

На Луне отсутствует атмосфера, погода и ветер, однако ее поверхность постоянно подвергается гораздо более опасному воздействию, чем любой земной шторм. Речь идет о бесконечном дожде микрометеороидов — крошечных частиц камня и металла, летящих со скоростью до 70 километров в секунду.

На Земле эти частицы сгорают в атмосфере, но на Луне каждая из них достигает поверхности. Новое исследование под руководством Даниэля Ягаломи впервые количественно оценило масштабы этой угрозы для будущей лунной базы программы NASA Artemis. Препринт работы опубликован на портале arXiv.

Используя Meteoroid Engineering Model, ученые рассчитали, сколько столкновений придется на гипотетический лунный модуль размером с Международную космическую станцию. Результаты оказались тревожными — от 15 000 до 23 000 ударов в год частицами массой от миллионной доли грамма до 10 граммов.

И это не легкие касания. По словам авторов, даже частица массой микрограмм способна пробить металл, оставив микрократер и потенциально повредив оборудование. На Луне нет атмосферы, которая могла бы остановить или испарить эти фрагменты — каждый сталкивается с поверхностью на гиперзвуковой скорости.

Интенсивность обстрела зависит от региона. Расчеты показали, что самые низкие показатели — на лунных полюсах, самые высокие — на долготе, постоянно обращенной к Земле. Разница между районами достигает 1,6 раза.

Для NASA это хорошая новость: первую базу Artemis планируют строить на Южном полюсе Луны, где риск минимален. Распределение потоков связано с особенностями лунной орбиты и тем, как Земля частично затеняет определенные области от метеорных потоков.

Даже в наиболее безопасных районах защита будет обязательной. Исследователи проверили, как на Луне будут работать алюминиевые экраны Уиппла — многоуровневые панели, используемые на МКС. Их принцип: внешняя пластина разрушает частицу, снижая кинетический удар, а внутренняя стенка задерживает обломки.

Модель позволила вывести математическую зависимость между параметрами щита, местоположением базы и числом вероятных пробоин. Это поможет инженерам рассчитать минимально необходимую толщину защиты — важный фактор, учитывая стоимость доставки каждого килограмма груза с Земли.

Интересный факт: метеороидная опасность на Луне была известна и ранее, но только сейчас ученые смогли точно оценить ее масштабы. Первые свидетельства о микрометеоритных ударах были получены еще во время миссий «Аполлон», когда астронавты обнаружили микроскопические кратеры на поверхности возвращенных образцов лунного грунта.

Для будущих лунных баз специалисты рекомендуют использовать комбинированную защиту — помимо экранов Уиппла, можно применять слой реголита (лунного грунта) толщиной несколько метров, который станет естественным барьером против микрометеоритов. Также рассматривается возможность размещения критически важного оборудования в подлунных пещерах и лавовых трубках, которые обеспечивают естественную защиту от космической радиации и метеороидных ударов.

Как отметили авторы исследования, для будущих астронавтов эта невидимая угроза станет частью повседневности. На Луне нет штормов, но есть постоянный поток микрочастиц, способный повредить технику или инфраструктуру базы.