Attraverso Artemis, la NASA prevede di esplorare la Luna più che mai con missioni umane e robotiche sulla superficie lunare. Poiché i futuri lander saranno più grandi e dotati di motori più potenti rispetto ai lander Apollo, i rischi della missione associati alle loro operazioni durante l’atterraggio e il decollo saranno significativamente maggiori. Con l’obiettivo dell’agenzia di stabilire una presenza umana prolungata sulla Luna, i pianificatori della missione devono capire come i futuri lander interagiscono con la superficie lunare quando atterrano in paesaggi lunari inesplorati. Il filmato diffuso dalla Nasa:
Lo sbarco sulla Luna è complicato. Quando le missioni portano l’equipaggio e i carichi utili sulla superficie lunare, i veicoli spaziali controllano la loro discesa accendendo motori a razzo per contrastare l’attrazione gravitazionale della Luna. Ciò accade in un ambiente estremo difficile da replicare e testare sulla Terra, ovvero una combinazione di bassa gravità, assenza di atmosfera e le proprietà uniche della regolite lunare – lo strato di polvere fine e sciolta e roccia sulla superficie della Luna.
Ogni volta che un veicolo spaziale atterra o decolla, i suoi motori lanciano pennacchi supersonici di gas caldo verso la superficie e le intense forze sollevano polvere ed espellono rocce o altri detriti ad alta velocità. Ciò può causare pericoli come ostacoli visivi e nuvole di polvere che possono interferire con la navigazione e la strumentazione scientifica o causare danni al lander e ad altri hardware e strutture nelle vicinanze. Inoltre, i pennacchi possono erodere la superficie sotto il lander. Sebbene non si siano formati crateri per i lander su scala Apollo, non è noto quanto i lander più grandi pianificati per le prossime missioni Artemis eroderanno la superficie e se causeranno rapidamente crateri nella zona di atterraggio, mettendo a rischio la stabilità del lander e gli astronauti. a bordo.
Per migliorare la comprensione delle interazioni pennacchio-superficie (PSI), i ricercatori del Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, hanno sviluppato nuovi strumenti software per prevedere gli ambienti PSI per progetti e missioni della NASA, tra cui il sistema di atterraggio umano e i servizi commerciali di carico utile lunare . iniziativa e futuri lander su Marte . Questi strumenti sono già utilizzati per prevedere la formazione di crateri e l’oscuramento visivo nelle prossime missioni lunari e stanno aiutando la NASA a ridurre al minimo i rischi per i veicoli spaziali e l’equipaggio durante le future missioni a terra.
Il team Marshall della NASA ha recentemente prodotto una simulazione dei pennacchi del motore del lander Apollo 12 che interagiscono con la superficie e dell’erosione prevista che corrispondeva strettamente a ciò che è accaduto durante l’atterraggio. Questa animazione raffigura l’ultimo mezzo minuto di discesa prima dello spegnimento del motore, mostrando le forze previste esercitate dai pennacchi su una superficie computazionale piana. Conosciuto come stress di taglio, questa è la quantità di forza laterale applicata su un’area prestabilita ed è la principale causa di erosione quando i fluidi scorrono su una superficie. Qui, i modelli radiali fluttuanti mostrano l’intensità dello stress di taglio previsto. Lo sforzo di taglio inferiore è viola scuro e lo sforzo di taglio superiore è giallo.
Queste simulazioni sono state eseguite sul supercomputer Pleaides presso la struttura Advanced Supercomputing della NASA presso l’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California per diverse settimane di funzionamento, generando terabyte di dati. La NASA presenterà 42 dei risultati computazionali dell’agenzia alla SC23, la conferenza internazionale sul supercalcolo, che si terrà dal 12 al 17 novembre 2023 a Denver, in Colorado. Per ulteriori informazioni tecniche, visitare :
https://www.nas.nasa.gov/sc23.
Utilizzato per questa ricerca, il quadro per il modello DIGGEM (Descent Interpolated Gas Granular Erosion Model) è stato finanziato attraverso il programma Small Business Innovation Research della NASA all’interno dello Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA a Washington e dal progetto Stereo Cameras for Lunar Plume Surface Studies . che è gestito dal Langley Research Center Hampton, Virginia della NASA, anch’esso finanziato dalla STMD. Il codice Loci/CHEM+DIGGEM è stato ulteriormente perfezionato attraverso il supporto diretto ai progetti di volo nell’ambito del programma Human Landing System finanziato dall’Exploration Systems Development Mission Directorate (ESDMD) della NASA a Washington e dall’Ufficio strategia e architettura dell’ESDMD.
Fonte: https://www.nasa.gov/general/rocket-exhaust-on-the-moon-nasa-supercomputers-reveal-surface-effects/
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