إذا سبق لك أن قدت سيارتك عبر سحابة من الغبار حجبت رؤيتك مؤقتاً، تهانينا: لديك الآن فهم جزئي لمشكلة ستواجهها مركبات الهبوط التابعة لبرنامج أرتميس عندما تهبط على القمر. دانيال ستوبس، مهندس طيران مع فريق البلازما والبيئات الجوية في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هنتسفيل، ألاباما، يقضي أيامه في دراسة كيفية تفاعل عوادم الصواريخ مع التربة القمرية - لأنه لا شيء يفسد هبوطاً تاريخياً على القمر مثل عدم القدرة على رؤية الأرض.
ستوبس، وهو من مواليد تراسفيل، ألاباما، وحصل على درجة البكالوريوس والماجستير والدكتوراه في هندسة الطيران من جامعة أوبورن، قرر في وقت مبكر من مسيرته الجامعية أنه يريد العمل في ناسا، رغم أن الطريق لم يكن واضحاً فوراً. في الدراسات العليا، أتيحت له الفرصة للعمل على نمذجة تفاعل البلازما مع السطح كجزء من منحة ناسا للابتكارات المبكرة. الآن، يواصل هذا العمل - مما يثبت أن مشاريع الدراسات العليا تؤتي ثمارها أحياناً.
كشفت بعثات أبولو التابعة لناسا أن التربة القمرية - وهي جزيئات حادة كشفرات الحلاقة، كاشطة، تشكلت بفعل اصطدام النيازك بسطح القمر على مدى آلاف السنين - تشكل خطراً على رواد الفضاء والمركبات الفضائية والبدلات الفضائية وأي شيء يقترب منها. سيواجه المستكشفون القمريون المستقبليون المشكلة نفسها، بل أسوأ: المركبات الجديدة أكبر حجماً وأثقل ولديها محركات صاروخية أكثر من مركبة الهبوط القمرية لأبولو. وعلى عكس مركبات أبولو تلك، التي تركت مراحل هبوطها خلفها، ستقلع هذه المركبات الجديدة مباشرة من السطح باستخدام نفس المحركات والدافعات. التنبؤ الدقيق بكيفية تفاعل أعمدة الصواريخ مع التربة القمرية هو مفتاح ضمان بقاء معدات المركبة وقدرتها على الإقلاع للالتقاء بأوريون وإعادة رواد الفضاء إلى الوطن.
"يمكن للغبار وعمود التربة القمرية أن يجعل من الصعب على أدوات المركبات رؤية سطح القمر،" قال ستوبس. "إذا لم تبلغ هذه الأدوات أجهزة الكمبيوتر التوجيهية بقراءات صحيحة، فقد يؤثر ذلك على الهبوط القمري." أيضاً، عندما تقلع مركبة الهبوط، يمكن للتربة المقذوفة أن تلحق الضرر بالأدوات العلمية أو الأصول الأخرى المنشورة على السطح - لأنه لا شيء يقول "قفزة عملاقة للبشرية" مثل صدم معداتك الخاصة بالرمال عن طريق الخطأ.
يجري برنامج نظام الهبوط البشري التابع لناسا دراسة أرضية لأعمدة عادم المحركات الصاروخية والغبار القمري في غرفة محاكاة الفضاء بطول 60 قدماً في مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا في هامبتون، فيرجينيا. ستكرر الاختبارات الظروف التي قد تواجهها مركبات الهبوط القمرية - وتخلقها - عند الهبوط على القمر. سيساعد البحث المهندسين على فهم القوى الديناميكية الهوائية أثناء الهبوط والصعود، والتسخين في قاعدة المركبة، واحتمال انقلاب مركبة هبوط قمرية كبيرة بسبب تشكل الحفر أو عدم استقرار السطح.
عندما يهدأ الغبار - حرفياً - وتهبط ناسا برواد فضاء أمريكيين على القمر في عام 2028، سيكون ستوبس قادراً على التأمل في عمله في نمذجة الأعمدة التي ساعد في التنبؤ بها. من خلال برنامج أرتميس، تهدف ناسا إلى إرسال رواد فضاء لاستكشاف القمر من أجل الاكتشاف العلمي والفوائد الاقتصادية وبناء الأساس لمهام مأهولة إلى المريخ - لصالح الجميع، ومع حوادث أقل متعلقة بالغبار نأمل.