Лунные сапоги, которые носят астронавты во время миссий Артемиды, должны будут защитить своих владельцев от сложной местности и экстремальных температур, но их самой запоминающейся ролью будут отпечатки, которые они оставляют.
Это один из самых прочных образов космической эры Аполлона -одинокая, мелководная маржа, вдавленная в серую пыльную почву лунной поверхности. Полосы уплотненного реголита горизонтально поперек, образованные захватами на подошве ботинка астронавта Базза Олдрина. Теперь безошибочный, как один из первых следов, который человек когда-либо оставил в другом мире, он является мощным символом человеческих усилий.
На самом деле, отпечаток - это лишь один из сотен, оставленных 12 астронавтами, которые ступили на Луну в период с 1969 по 1972 год.
И, насколько нам известно, эти отпечатки все еще существуют по сей день. Без ветра или дождя, чтобы размыть их, они останутся на поверхности в течение миллионов лет.
В то время как НАСА готовится отправить новый урожай астронавтов на Южный
полюс Луны, может быть еще один набор следов, делающих неизгладимый след на лунной поверхности. Но как будут выглядеть первые следы на лунной поверхности за 50 лет? И насколько будут отличаться ботинки, которые их создают, от сапог, которые носят оригинальные астронавты Аполлона?
Nasa и ее коммерческие партнеры потратили годы на разработку и доработку материалов для следующего поколения лунных сапог. Когда четыре новых астронавта, наконец, приземлятся на Луну в 2025 году с программой Artemis, их обувь должна будет работать так, как сапоги Apollo никогда не должны были, чтобы их владельцы чувствовали и в безопасности. Им нужно будет защищать астронавтов в течение длительных периодов времени при температурах до-225 (-373°F), а также поддерживать их устойчивыми на сильно крепостной местности лунного Южного полюса.
Наряду с включением инновационных материалов и технологий в ботинки, инженеры также обращают свое внимание на отпечатки, которые будут обозначать поверхность Луны на протяжении тысячелетий. Подошвы этих лунных ботинок должны будут не только обеспечить надлежащий контроль над поверхностью Луны, но и быть такими же знаковыми и мгновенно узнаваемыми, как и те, которые оставили первые луноходцы.
"Определенно есть некоторые функциональные характеристики, которые должны быть встроены в него", - говорит Зак Фестер, инженер по космическим скафандрам в Космическом центре НАСА Джонсон, который руководит исследованиями и разработками на новом лунном сапогодии. "Тягирование абсолютно важно - вы подвергаете подошву ботинок различным характеристикам поверхности, поэтому она нуждается в хорошем сцепление с более твердой породой и пушистым реголитом, а также на более твердой металлической поверхности, такой как транспортные средства, лестницы и марсоходы. Протектор также должен быть устойчивым к износу. Но эстетика, безусловно, тоже является его частью, потому что эти фотографии [снимков] довольно культовы".
Общий дизайн скафандров, которые будут использоваться в миссиях Artemis, был заключен с Axiom Space, коммерческой космической компанией, которая в начале этого года провела свою вторую полностью частную миссию астронавтов на Международную космическую станцию.
Но исследования, опубликованные Nasa об их запросах, которые должны будут выполнить сапоги, вместе с ранними испытаниями некоторых предложенных дизайнов, дают некоторые подсказки.
Возможно, самой большой проблемой будут температуры, с которыми столкнутся астронавты по сравнению с миссиями Аполлона, которые в основном проводились в относительно плоских районах посадки в экваториальных районах Луны. Когда Артемида III приземлится на Луну, ее экипаж приземлится в совершенно другой среде на Южном полюсе Луны.
"Чтобы Южный полюс, мы смотрим на гораздо более холодные температуры", - говорит Фестер.
Известно, что в регионе есть области, которые постоянно остаются в тени. "Они не видели солнца тысячи лет", - говорит Фестер. "Некоторые из них могут опуститься до 48 градусов Кельвина (-373F/-225C) или ниже. Если вы находитесь на Солнце, оно может добраться к северу от 150F (65C). И выход в открытый космос может составлять от четырех до восьми часов, так что за это время вы можете столкнуться с довольно большими колебаниями температуры".
Это означает, что изоляция будет ключевой. И Nasa, и Axiom тестируют новые типы изоляционных пен и покрытий, чтобы поддерживать комфортную температуру внутри ботинка.
"Бапог специально разработан, чтобы выдерживать экстремальные температурные температуры Южного полюса Луны, используя передовые материалы, которых не существовало во время Аполлона", - говорит Рассел Ралстон, заместитель руководителя программы внекорейной деятельности (EVA) в Axiom Space, который назвал свой лунный сапог AxEMU. "Мы используем несколько уникальных материалов, чтобы выдержать холодные температуры на Южном полюсе Луны. Это включает в себя новые составы фторполимеров, изоляционные материалы и покрытия, предназначенные для термической защиты ног астронавта".
Взлом лунных сапог так же важен, как и взлом новой пары обуви - Зак Фестер
Один из вариантов, рассмотренных инженерами НАСА, заключался в добавлении элементов "активного нагрева" в ботинки, чтобы обеспечить дополнительное тепло. Но радиаторы Bootie поставляются с компромиссом, говорит Фестер. "Если вы активно нагреваетесь, вам нужно откуда-то черпать электричество". Это будет означать батареи и кабели, которые могут увеличить вес ботинок и общую нагрузку, которую несут космонавты.
Поскольку астронавты должны исследовать лунную поверхность в течение длительных периодов времени и потенциально строить постоянную базу на Луне в будущих миссиях, даже небольшое количество лишнего объема может сделать передвижение менее эффективным. Инженерам придется обеспечить максимально идеальную посадку ботинок, но столкнуться с другими проблемами, которых не сделали их коллеги в Apollo - диапазон размеров кузова астронавтов. Артемида увидит первую женщину, ступищую на Луну. Это будет означать, что для ботинка может потребоваться гораздо большой диапазон размеров, чем в миссиях Аполлона, где все астронавты были мужчинами и были почти одинакового роста, возраста и веса.
"Мы ищем способы работы с людьми, чтобы получить ботинок, который им подходит", - говорит Фестер, который проводит много часов, гуляя в прототипах сапог и костюмах, чтобы проверить, как они себя чувствуют. Но вместо того, чтобы делать многочисленные нестандартные размеры, ботинки будут поставляться в определенных размерах, которые затем можно точно настроить с помощью вкладышей и внешних механизмов затяжки.
"Лунные ботинки AxEMU будут гораздо более удобными и мобильными, чем те, которые использовались во время миссий Apollo", - добавляет Ралстон.
Астронавты также проведут значительное количество времени, прежде чем начать обучение в ботинках, чтобы убедиться, что они работают так, как ожидалось на Луне. "Они будут тренироваться и тренироваться в этих ботинках, пробовать разные варианты, пока не подойдут", - говорит Фестер. "Разрушение лунных сапог так же важно, как и взлом новой пары обуви".
А для тех, кто любит дополнительный комфорт, всегда есть более низкие технические решения. "Я лично ношу по два носка на каждой ноге - в течение шести часов я чувствую себя намного лучше", - говорит Фестер.
Еще одним важным соображением является сама лунная поверхность. Тонкая пыль, которая покрывает большую часть Луны, имеет неправильную форму и острую, что делает ее очень абразивной. Он также несет электрический заряд, который легко прилипает к поверхностям, но также может наносит ущерб электрооборудованию. Отслеживание этого материала обратно в посадочный модуль или лунную среду обитания определенно нежелательно.
Ралстон говорит, что сапоги, которые разрабатывает его компания, будут иметь почти бесшовную конструкцию, чтобы свести к минимуму области, где пыль может быть захвачена, и они будут использовать материалы, которые могут предотвратить прилипание электрически заряженной пыли к сапогам.
Но как насчет следов, которые они оставят?
Во время Аполлона астронавты носили жесткие сапоги, которые они привязывали к более мягкой внутренней обуви, которая была частью самого скафля. Именно эти сапоги дали отличительный таблетчатый принт на лунной поверхности. И когда они вернулись к лунной капсуле, астронавты сняли сапоги и оставили их на Луне.
"Перезагрузка была нанесена специально для поверхностных операций, а затем они кинули их, оставив их на поверхности, чтобы сэкономить на массе, когда они вернулись домой", - говорит Фестер. (Узнайте больше о других странных объектах, оставленных на Луне.
Фестер и Ралстон говорят, что еще предстоит решить, примут ли лунные сапоги Artemis аналогичный подход с помощью перезагрузки, но говорят, что они будут определяться требованиями к температуре и стойкости к истиранию. Ранние прототипы, протестированные НАСА, по-видимому, указывают на то, что это может быть предпочтительным вариантом. И сами подошвы сильно отличаются от тех, которые использовались во время Аполлона. Одна кремниевая подошва имела формы шеврона, в то время как другая имела сложные протектора, больше похожие на походную обувь, чтобы обеспечить лучшее сцепление с крашеной поверхностью Южного полюса.
Хотя Ралстон хранит детали того, как может выглядеть окончательный протектор на данный момент, он предложил одну подсказку: "У нас есть планы по конкретному дизайну протектора, который может включать логотип или другие изображения, символизирующие значение возвращения на Луну".
Однако именно так это может выглядеть, он не говорит.
Ясно одно - следующие следы на Луне будут такими же значительными, как и последние, отмечая новую эру в освоении космоса. Вместо того, чтобы просто быть пунктом назначения, Луна станет постом для дальнейшего пилотируемого исследования Солнечной системы, включая Марс.
Когда его спрашивают, каково это - работать над чем-то, что оставит знаковый след в другом мире, возможно, на миллионы лет, Фестер признается некоторым нервам.
"Никакого давления, верно?" говорит он. "С этим связано абсолютно сильное чувство ответственности. Для меня эта картина представляет собой гораздо больше, чем просто след, оставленный позади - она представляет все испытания, которые происходят на земле, ракеты, капсулы экипажа и посадочные аппараты, которые выставляют нас на поверхность. Это представление о том, что мы можем сделать вместе и насколько успешными мы действительно можем быть".
