Zdobywanie kosmosu wymaga wielu innowacyjnych, a czasami zaskakujących rozwiązań. W amerykańskiej agencji kosmicznej istnieje nawet specjalna jednostka do ich wymyślania. To NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC). Ogłosiła ona właśnie wyniki konkursu, w którym przyznano finansowe granty na niektóre z takich rozwiązań.

Niektóre są naprawdę zaskakujące – na przykład lądowisko w sprayu. To wspólny projekt firm Masten Space Systems, Honeybee Robotics oraz dwóch uczelni: University of Central Florida oraz Texas A&M University. Dlaczego księżycowy lądownik miałby natryskiwać sobie lądowisko?

Księżycowy pył może uszkodzić sprzęt

Na Księżycu zalega wszechobecny pył. Kosmiczne statki o napędzie odrzutowym lądują z włączonym silnikiem, żeby odrzut gazów je wyhamował. Oznacza to, że wzniosą do góry tumany pyłu. Cząstki księżycowego pyłu mają ostre krawędzie, a do tego są mocno nalektryzowane. Mogą uszkodzić nie tylko lądownik, ale i pobliskie struktury, takie jak zbudowana wcześniej księżycowa baza.

Jak temu zapobiec? Skonstruowanie lądowiska jest oczywiście możliwe, ale zajmie czas i będzie słono kosztować (według obliczeń – około 120 milionów dolarów). Poza tym jak stworzyć lądowisko, zanim cokolwiek na Księżycu wyląduje? Dlatego powstał pomysł by lądowisko stworzyć tuż przed lądowaniem – metodą natryskową.

Lądowisko powstanie tuż przed wylądowaniem rakiety

Masten proponuje bardzo ciekawe rozwiązanie tego problemu. Lądownik może zawisnąć nad Księżycu i nanieść na jego powierzchnię materiał, który zastygnie w sztywną warstwę. Będzie mógł osiąść bez wzbijania groźnych chmur pyłu. Takie rozwiązanie będzie tańsze niż budowa lądowiska, a przy tym o wiele prostsze.

Można to zrobić na kilka sposobów. Jednym z nich jest dodanie do rakietowego paliwa stałych cząstek, które się rozpuszczą w rozgrzanych silnikowych gazach, a na powierzchni zastygną. Wystarczy znaleźć odpowiedni materiał. Będzie musiał mieć odpowiednie właściwości, by nie wyparował, lecz zamienił się w ciecz, a potem zastygnął.

Tlenek glinu dodany do paliwa może rozwiązać kwestię kosmicznych lądowisk

Jak sądzą inżynierowie, rozwiązaniem mogą być cząsteczki tlenku glinu (dokładniej trójtlenku dwuglinu, Al203). Tworzy on jeden z najtwardszych minerałów – korund.

Cząsteczki tlenku glinu o średnicy około pół milimetra dodane do rakietowego paliwa roztopią się w odrzutowych gazach. Na powierzchni Księżyca stworzą cienką, milimetrową warstwę, która zastygnie. To będzie stanowić podłoże dla drobniejszych cząsteczek tego samego materiału (o średnicy dwudziestokrotnie mniejszej, 0,024 mm), które zastygać będą szybciej. Rozwiązanie to nazwano FAST od in-Flight Alumina Spray Technique, czyli „technologia natrysku tlenku glinu podczas lotu”.

W ten sposób, wyliczają wynalazcy, powinno się udać w sześć sekund stworzyć lądowisko o średnicy sześciu metrów. Naturalnie jest to jedynie koncepcja. Na razie NIAC przyznał grant na studium wykonalności takiego przedsięwzięcia. Najpierw trzeba wykazać, że taka metoda w ogóle zadziała. Potem inżynierowie muszą przeprowadzić drobiazgowe testy. Jeśli się powiodą, lądowniki na Księżycu będą mogły robić sobie lądowiska z korundu w sprayu. Oczywiście na Marsie – w przyszłości – też.

Źródła: NASA, Masten Systems.