Менее чем через четыре года NASA намерено отправить на Луну первую женщину и следующего мужчину в рамках проекта Артемида. Это будет первая миссия экипажа на лунную поверхность со времен Аполлона-17 — последней миссии программы Аполлон в 1972 году. Это также кульминация десятилетий планирования, исследований, разработок и роботизированных миссий, которые помогли проложить путь. И на протяжении всего времени NASA было ясно, какова их общая цель:
«Мы возвращаемся на Луну! И на этот раз мы останемся!»
Помимо отправки астронавтов обратно на лунную поверхность к 2024 году, NASA также планирует к концу десятилетия создать инфраструктуру, которая позволит осуществить программу «устойчивого освоения Луны». Для достижения этой цели NASA и HeroX запустили программу «Lunar Delivery Challenge», в рамках которой команды, способные разрабатывать системы для работы с полезной нагрузкой, доставляемой на лунную поверхность, получат награды в размере $25 000.
Высадка на Луну и обеспечение устойчивого человеческого присутствия станут одной из самых сложных задач в области материально-технического обеспечения, которые когда-либо предпринимались. Помимо системы вывода на орбиту космических аппаратов, необходимых для отправки туда астронавтов, системы вывода на орбиту (SLS) и MPCV Orion, существует острая потребность в посадочных модулях, способных доставлять всё, начиная от научных приборов и роверов, заканчивая припасами и модулями для проживания.
Поверхностные операции на Луне в представлении художника (источник: NASA)
NASA уже привлекло многочисленных партнёров из аэрокосмической отрасли в рамках своих программ Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP-2) и Commercial Lunar Payload Services (CLPS). В рамках этих программ были заключены контракты с коммерческими разработчиками на создание систем посадки человека на Землю (HLS), необходимых для доставки астронавтов и оборудования на поверхность и с поверхности Земли, а также для доставки грузов.
Однако эти посадочные аппараты и весь груз, перевозимый на поверхность, всё равно придется разгружать по прибытии, для чего потребуется надёжная и гибкая система, способная адаптироваться к суровым условиям окружающей среды. Для этой цели NASA разработало несколько собственных прототипов, таких как All-Terrain Hex-Limbed Extra-Terrestrial Explorer (ATHLETE) и Lunar Surface Manipulation System (LSMS).
Однако прежде чем инвестировать значительные ресурсы, которые всё ещё необходимы для реализации этих концепций, они ищут вклад со стороны более широкого сообщества. По сути, они просят изобретателей и новаторов со всего мира подумать о том, как можно выгружать грузы с лунных посадочных и других космических аппаратов, работая в условиях низкой гравитации и экстремальных условий на лунной поверхности.
Три основные концепции HLS для проекта NASA Артемида (источник: NASA)
С этой целью Tournament Lab NASA (NTL) вновь прибегла к помощи краудсорсинговой платформы HeroX для привлечения общественности и продвижения инновационных идей. Как заявил исполнительный директор HeroX Кристиан Коктичини в недавнем пресс-релизе HeroX:
«Воспроизведение нашей повседневной деятельности на Луне продолжает оставаться сложной задачей. Поиск путей решения этих задач в лунной среде имеет решающее значение для успеха устойчивого присутствия человека на Луне. Доставка полезного груза является важнейшей частью этих общих усилий. NASA надеется, что сможет ещё раз воспользоваться общественной поддержкой, чтобы астронавты получили доступ к оборудованию и расходным материалам, в которых они нуждаются».
Работа на поверхности Луны очень опасна и представляет множество трудностей. Для начала Луна — это безатмосферное тело, температура поверхности которого значительно варьируется от -173 °C (-280 °F) до 117 °C (243 °F). Затем возникает проблема лунного реголита, который является невероятно абразивным и прилипает ко всему. Существует также лунная гравитация, которая составляет примерно 16,5% от того, что мы испытываем на Земле.
Рельеф местности неровный и заполнен препятствиями. А что касается облучения, то поверхность Луны подвергается воздействию около 1369 микрозивертов (мкЗв) в сутки. Это примерно в 2,6 раза больше, чем получают астронавты на борту Международной космической станции (МКС), и более чем в 200 раз больше, облучения людей на Земле за год (6,2 мкЗв).
Три категории массы полезного груза, указанные для лунного испытания NASA (источник: NTL/HeroX)
В дополнение к тому, что в этих условиях нужно будет обрабатывать грузы, NASA подчеркнуло, что предложения должны быть достаточно гибкими для того, чтобы справляться с различными полезными нагрузками и различными конфигурациями аппаратов. Они будут включать в себя конструкцию Starship SpaceX, модифицированную с учётом лунных посадок, интегрированный шлюзовой корабль Blue Origin (ILV) и/или систему посадки Dynetics (DHLS).
NTL определила три категории в зависимости от массы полезного груза (см. график выше). Они включают в себя <2 метрические тонны (2.2 тонны США), 2-8 метрических тонн (от 2.2 до 8.8 тонн США) и 8-12 метрических тонн (от 8.8 до 13.2 тонн США), которые подразделяются на восемь категорий исследования поверхности — инфраструктура, мобильность, энергетика, жильё, связь, наука (I), внетранспортная деятельность (EVA), наука (II), и использование ресурсов на месте (ISRU).
«Мы ищем широкие концепции от общественности, так что это не является специфической задачей инженера. Мы хотим услышать от всех. Нас интересуют концепции, которые варьируются от простых до сложных. Мы ещё не знаем, что будет работать лучше, и поэтому нас интересует каждое предложение. Мы рады видеть, что люди могут предложить и что они могут внести свой вклад в амбициозную миссию NASA. Это то, что делает историю».
Например, энергосистема в диапазоне <2 метрических тонн будет включать в себя что-то вроде солнечных батарей, аккумуляторов или топливных элементов. В диапазоне 2-8 метрических тонн она будет включать в себя поверхностную энергосистему деления или полномасштабную солнечную батарею. Что касается инфраструктуры, то полезная нагрузка менее 2 метрических тонн будет представлять собой теплозащитный или радиационно-экранирующий материал, в то время как полезная нагрузка от 8 до 12 метрических тонн будет представлять собой завод по аддитивному производству (3-печать).
Корабль SpaceX Starship, оптимизированный для лунных полётов в представлении художника (источник: SpaceX)
В идеале, NASA надеется на идеи, которые полностью автономны и могут работать годами без человеческого контроля, но открыты для полуавтономных и управляемых вручную концепций. Точно так же они ищут идеи, которые были доказаны в других областях или основаны на проверенных технологиях. В то время как решения, которые могут работать с одним классом полезной нагрузки, приемлемы, NASA всё же предпочло бы концепции, которые могут работать с несколькими классами.
Что касается выплат, то в конкурсе будут награждены максимум 6 команд cуммой до $25 000. Победитель, занявший первое место, получит до $10 000, два победителя, занявшие второе место, получат до $4500 каждый, а три победителя, занявшие третье место, получат до $2000 каждый. Дополнительные стимулы включают в себя возможность представить концепции инженерам NASA, рекламу в социальных сетях NASA и HeroX, а также шанс продемонстрировать выигрышные решения публике.
Официальный старт конкурса состоялся 29 октября 2020 года, и он будет открыт для заявок до 19 января 2021 года. До 16 марта NASA Tournament Lab объявит победителей. Тем, кто заинтересован в участии в конкурсе (или ищет дополнительную информацию), предлагается зайти на страницу конкурса для регистрации.
Это всего лишь один из последних поощрительных турниров, организованных NASA и HeroX с целью продвижения идей на грядущую эру освоения Луны. Некоторые недавние примеры включают в себя Lunar Loo Challenge, Watts on the Moon Challenge, и Honey, I Shrunk the NASA Payload Сhallenge. И кто может забыть Space Poop Challenge?
Источник: https://vk.cc/aCarFZ
Автор перевода: Зарипова Алиса
Источник: vk.com
Теги:
nasa