美国国家航空航天局超级计算机展示阿波罗12号着陆如何扬起月球尘埃

第三只手烈

（）据美国太空网（萨曼莎·马修森）：美国国家航空航天局模拟了在月球表面着陆的环境影响，因为航天局准备在即将到来的Artemis任务中将宇航员送回月球。

利用超级计算机模拟，阿拉巴马州亨茨维尔市美国国家航空航天局马歇尔航天飞行中心的研究人员展示了月球羽流-表面相互作用(PSI)——着陆和起飞期间航天器发动机向表面排出的超音速热气体羽流之间的相互作用。

“登上月球是很棘手的，”美国国家航空航天局官员在11月14日的声明中说。当任务将乘员和有效载荷送上月球表面时，宇宙飞船通过发射火箭发动机来抵消月球的引力，从而控制其下降



这仍然是一部模拟飞船在引擎关闭前降落月球的最后半分钟的动画。波动的径向图案显示了预测的剪切应力的强度，或航天器下降时在表面上施加的横向力。较低的剪切应力用深紫色表示，较高的剪切应力用黄色表示。(图片来源:帕特里克·莫兰，美国国家航空航天局·艾姆斯研究中心/安德鲁·韦弗，美国国家航空航天局·马歇尔航天飞行中心)

模拟显示了1969年11月美国国家航空航天局阿波罗12号着陆器着陆时，发动机羽流如何与月球表面相互作用。羽流在平坦的计算表面上施加的横向力(也称为剪切应力)在表面上产生了与航天器高度相关的波纹。

该团队制作了一个动画，捕捉了发动机关闭前飞船下降的最后半分钟。波动的径向图案显示预测剪切应力的强度，较低的水平用深紫色表示，较高的用黄色表示。

声明称，随着着陆器下降，动画显示，施加在月球表面的剪应力迅速增加，这可能会搅动月球风化层——月球表面细小松散的灰尘和岩石层——并导致侵蚀。

“这可能会导致视觉障碍和尘埃云等危险，可能会干扰导航和科学仪器，或对着陆器和其他附近的硬件和结构造成损害，”美国国家航空航天局官员在声明中说。"此外，羽流会侵蚀着陆器下面的表面."

通过其Artemis计划，美国国家航空航天局的目标是在月球上建立长期存在，并探索比以往更多的月球表面。这意味着未来的着陆器将需要比阿波罗着陆器更大，配备更强大的发动机。

声明称，尽管环形山不是由阿波罗级着陆器形成的，但更大的着陆器可能会以不同的方式侵蚀表面，并在着陆区造成环形山，这可能对着陆器的稳定性和宇航员构成风险。

“由于该机构的目标是在月球上建立持续的人类存在，任务规划者必须了解未来的着陆器在未探索的月球表面着陆时如何与月球表面互动，”美国国家航空航天局官员在声明中说。

因此，新的计算机模拟可以用来预测即将到来的任务的PSI，有助于将航天器和机组人员的风险降至最低。