Текст уведомления здесь

Физики оценили угрозу, которую пылевая плазма Деймоса представляет для космических аппаратов

После посадки корабля на спутник Марса пыль может заблокировать работу его солнечных батарей и тем самым вывести из строя.
Добавить в закладки
Комментарии

Физики из Института космических исследований РАН, МФТИ и НИУ ВШЭ смогли с опорой данные моделирования показать, что на дневной стороне Деймоса должно происходить образование пылевой плазмы — пыли, состоящей из заряженных частичек местного реголита. Она может повредить посадочному модулю автоматизированных миссий, которые в будущем отправятся к спутнику. Соответствующая статья опубликована в Plasma Physics Reports.

Фобос и Деймос, спутники Марса, давно рассматриваются как перспективные объекты для исследований, в том числе пилотируемых полетов. Сила тяжести на них слабее лунной, а значит, топлива на посадку и взлет с них потребуется немного. А вот для того, чтобы реализовать миссию на Марс с высадкой и последующим возвращением на Землю, единственной реалистичной схемой будет дозаправка на Красной планете, потому что если брать с собой топлива на дорогу туда и обратно, потребуется ракета массой в сотни тысяч тонн и, соответственно, стоимостью в десятки триллионов долларов. Поэтому первой экспедиции придется взять с собой оборудование для получения метанового топлива из марсианской воды и углекислого газа, чтобы заправить ракету для полета домой.

Ввиду этого, многие космические агентства потенциально заинтересованы в том, чтобы сначала организовать миссию с высадкой на спутниках Марса, а не на нем самом. Например, Россия планирует запуск миссии «Фобос-Грунт 2» с посадочным модулем в середине следующего десятилетия (ориентировочно) — тот должен будет доставить на Землю образцы грунта со спутника Марса.

Российские ученые создали физико-математическую модель, описывающую поведение пыли у поверхности Деймоса. Само образование «летучей» пыли зависит от процессов, общих для множества безатмосферных тел Солнечной системы. Фотоны солнечного излучения, не встречая атмосферу, поглощаются грунтом небесного тела и за счет фотоэффекта «выбивают» из него электроны. Лишившись электронов (отрицательно заряженных частиц), частицы грунта получают положительный заряд. В какой-то момент положительно заряженные частицы начинают электростатически отталкиваться друг от друга. Поскольку из-за периодической бомбардировки метеоритами (включая микрометеориты) поверхность безатмосферных небесных тел покрыта довольно мелкой пылью, ее частицы весьма легки и им сравнительно несложно подниматься над поверхностью небесного тела и подолгу зависать над ним.

Однако, как выяснили теперь ученые, в условиях сверхслабой гравитации Деймоса размер таких частиц будет заметно больше, чем на Луне, где они не больше 100 нанометров. Пыль с частицами диаметром до нескольких микрон в условиях этого спутника Марса должна подниматься довольно высоко над поверхностью и подолгу не опускаться вниз. Еще хуже станет ситуация после посадки спускаемого аппарата на поверхность Деймоса. На подобные тела посадка возможна только ракетно-динамическим способом, на струе пламени ракетных двигателей. Это неизбежно поднимает большое количество пыли. После посадки она станет оседать и покроет ровным слоем солнечные батареи спускаемого аппарата.

В то же время не следует думать, что это непреодолимое препятствие. В сентябре 2018 года автоматическая станция «Хаябуса-2» высадила на астероид Рюгу два планетохода, которые передвигаются на манер кенгуру, прыжками. Они получают энергию от солнечных батарей и при этом пока сохраняют работоспособность. Тем не менее учет «пылевой плазмы» при планировании миссии к Деймосу или Фобосу необходим — это может заметно повысить ее шансы на успех. В то же время в случае пилотируемой экспедиции к спутникам Марса такая пыль может стать заметной проблемой. Частицы микронных размеров на Земле — частый источник заболеваний дыхательной системы, силикоза и иных. В отличие от земной пыли, «космическая» имеет много большую мобильность и поэтому опаснее для космонавтов, чем для обычного человека в земных условиях.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы