Расчеты показывают, что на лунную базу каждодневно будут падать десятки микрометеороидов, а даже самые мелкие из них способны повредить модуль и создать угрозу для астронавтов. Впрочем, для этой проблемы есть проверенное решение — так называемый щит Уиппла.
Одним из самых перспективных мест для предстоящей высадки на Луне экипажа «Артемиды III» и сооружения в дальнейшем постоянной лунной базы в NASA считают район 79-километрового кратера Нобиле. Он расположен примерно в 150-200 километрах от Южного полюса Луны. Другие потенциальные локации базы тоже находятся в лунной «мерзлоте».
Полярные регионы естественного спутника Земли заинтересовали космические державы после обнаружения в них богатых залежей водяного льда. Воду на Луне рассчитывают использовать для расщепления на водород и кислород, а значит, одновременного получения и ракетного топлива, и окислителя.
Астрофизики и инженеры из Колумбийского университета (США) недавно отметили, что Южный полюс Луны — удачный выбор для постоянной станции еще с одной точки зрения. В своей статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org, они рассказали о количестве падающих на будущую лунную базу микрометеороидов — небесных тел размерами до нескольких сантиметров и массой не больше примерно 10 граммов.
На первый взгляд такой щебень не кажется опасным для жизни, но на самом деле он летит на огромных скоростях. Поэтому падение даже сравнимой по толщине с человеческим волосом песчинки там уже потенциально опасно, а камень покрупнее может пробить корпус жилого модуля или скафандр.
Ученые смоделировали такую бомбардировку для условной 100-метровой конструкции и «располагали» ее в тысяче разных точек на лунной поверхности. Выяснилось, что база будет подвергаться 15-23 тысячам микрометеороидных ударов ежегодно. При этом меньше всего небесных тел падает именно у полюсов.
Это связано с вращением Луны вокруг своей оси: в течение 27 дней ее полного оборота в небе над полюсом кружит одно и то же ограниченное количество звезд, а на экваторе за это время наблюдатель обозревал бы всю небесную сферу. Поэтому получается, что на лунный экватор, низкие и средние широты метеороиды летят со всех возможных направлений, а на полюса — из сравнительно небольшого участка неба.
Количество микрометеороидов в разных широтах Луны
Источник изображения: Daniel A. Yahalomi et al, 2025
Поскольку базу собираются строить на некотором расстоянии от полюса, стоит учесть и еще один фактор: находится ли она на видимой стороне Луны или на обратной. Как пишут исследователи, расположиться на обратной было бы лучше: гравитация Земли заставляет больше метеороидов лететь к видимой стороне. В то же время для постоянной связи с Землей целесообразно находиться там, откуда Землю видно.
Исследователи заверили, что в любом случае решение проблемы микрометеороидов на Луне есть: его предложил еще в 1947 году американский астроном Фред Лоуренс Уиппл. Он изобрел для космических кораблей защитный экран необычной конструкции: две стенки, между которыми — либо пустота, либо легкий материал. Этот принцип активно используется в космонавтике. На модулях Международной космической станции установлены такие щиты более сотни разнообразных конфигураций.
Базовый вариант конструкции щита Уиппла
Источник изображения: NASA
Под основной удар подставляет себя верхняя сравнительно тонкая стенка. Микрометеороид ее пробивает, но при этом и сам разрушается на многочисленные более мелкие обломки. Далее эти обломки попадают в пустоту либо заполняющий промежуток материал и распространяются там уже неким облаком. Благодаря этому к моменту достижения нижней, более толстой стенки это скопление теряет большую часть своей первоначальной силы удара и становится намного менее опасным.
По расчетам, пробить щит Уиппла на Луне может только частица массой от 0,069 грамма. Меж тем 99,9997 процента всех падающих там микрометеороидов легче. Способное преодолеть эту защиту небесное тело, по прогнозам, будет падать на лунную базу ориентировочно раз в 42 года.
Адель Романова
