月球塵暴危機:NASA如何破解登月火箭的「揚塵效應」?
美國太空總署(NASA)正緊鑼密鼓地為「阿提米絲計畫」做準備,針對SpaceX和藍色起源(Blue Origin)登月艙的火箭噴流與月球表面互動作用進行關鍵測試。工程團隊已對3D列印的混合火箭發動機進行超過30次點火實驗,模擬未來太空船著陸時可能引發的月球塵暴、隕石坑形成等危險情境。
當登月艙的強力火箭噴流衝擊月球表層的風化層(regolith),不僅可能形成深達數公尺的隕石坑,更會將尖銳的月塵顆粒以超音速向四周噴濺。這些現象對太空人安全與裝置保護構成嚴峻挑戰,更是未來火星任務必須克服的技術障礙。
NASA馬歇爾太空飛行中心的工程團隊近期完成14英吋混合火箭發動機的真空環境測試。這款由猶他州立大學研發的發動機,採用固態燃料與氣態氧混合燃燒,能精準模擬商用載人登月系統的噴流特性。測試資料將直接應用於SpaceX「星艦」與藍色起源「藍月」著陸器的設計改良。
「相較於阿波羅計畫的登月艙,新一代著陸器的體積與推力都大幅提升。」NASA噴流與氣動環境首席工程師馬尼許·梅塔強調:「我們必須重新建立完整的物理模型,才能確保從月球到火星的載人任務安全無虞。」
在阿拉巴馬州的真空測試中,28次點火實驗模擬太空環境,另外2次則保留大氣壓力條件。今年稍晚,這組發動機將被運往維吉尼亞州的蘭利研究中心,在直徑60英尺的巨型真空艙內進行第二階段測試——向代號「黑點-1」的模擬月壤噴射,精確量測隕石坑形態與塵粒擴散軌跡。
「這是自阿波羅與維京計畫後,首次重現全尺寸火箭與月表互動作用的地面模擬。」蘭利研究中心首席研究員艾希莉·科爾尊指出:「新資料將幫助我們掌握更複雜的流體力學現象,降低太空人、著陸器與月球基地的潛在風險。」
阿提米絲計畫不僅是重返月球的里程碑,更是人類進軍火星的重要跳板。透過這些尖端測試,NASA正為未來的深空探索奠定堅實基礎,讓月球成為人類邁向太陽系的永久前哨站。