Se hai mai guidato attraverso una nuvola di polvere che ti ha temporaneamente oscurato la vista, congratulazioni: ora hai una comprensione parziale di un problema che i lander Artemis della NASA dovranno affrontare quando atterreranno sulla Luna. Daniel Stubbs, ingegnere aerospaziale del team Plume and Aero Environments presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, passa le sue giornate a studiare come i gas di scarico dei razzi interagiscono con il regolite lunare - perché niente rovina uno storico allunaggio come non riuscire a vedere il suolo.

Stubbs, nativo di Trussville, Alabama, che ha conseguito una laurea triennale, magistrale e un dottorato in ingegneria aerospaziale presso l'Auburn University, ha deciso all'inizio della sua carriera universitaria di voler lavorare per la NASA, anche se il percorso non era immediatamente chiaro. Durante il dottorato, ha avuto l'opportunità di lavorare sulla modellazione dell'interazione plume-superficie come parte di una sovvenzione NASA Early Stage Innovations. Ora continua quel lavoro - dimostrando che a volte i progetti del dottorato ripagano.

Le missioni Apollo della NASA hanno rivelato che il regolite lunare - essenzialmente particelle abrasive affilate come rasoi formate dai meteoroidi che macinano la superficie lunare per millenni - è una minaccia per astronauti, veicoli spaziali, tute spaziali e qualsiasi altra cosa gli si avvicini. I futuri esploratori lunari affronteranno lo stesso problema, ma peggio: i nuovi lander sono più grandi, più pesanti e hanno più motori a razzo del modulo lunare Apollo. E a differenza di quei lander Apollo, che lasciavano indietro i loro stadi di discesa, questi nuovi decolleranno direttamente dalla superficie usando gli stessi motori e propulsori. Prevedere con precisione come i pennacchi dei razzi interagiscono con il regolite è fondamentale per garantire che l'hardware del lander sopravviva e possa effettivamente decollare per incontrare Orion e riportare a casa gli astronauti.

"La polvere e il pennacchio di regolite possono rendere difficile per gli strumenti sui lander vedere la superficie della Luna," ha detto Stubbs. "Se questi strumenti non riportano letture corrette ai computer di guida, potrebbe influenzare un atterraggio lunare." Inoltre, quando un lander decolla, il regolite spazzato via potrebbe danneggiare strumenti scientifici o altre risorse dispiegate sulla superficie - perché niente dice "grande passo per l'umanità" come sabbiare accidentalmente la propria attrezzatura.

Il programma Human Landing System della NASA sta conducendo uno studio a terra dei pennacchi di scarico dei motori a razzo e della polvere lunare nella camera simulatrice spaziale di 60 piedi presso il Langley Research Center della NASA a Hampton, Virginia. I test replicheranno le condizioni che i lander lunari potrebbero sperimentare - e creare - quando atterrano sulla Luna. La ricerca aiuterà gli ingegneri a comprendere le forze aerodinamiche durante la discesa e la salita, il riscaldamento alla base del lander e la possibilità che un grande lander lunare si ribalti a causa della formazione di crateri o dell'instabilità superficiale.

Quando la polvere si sarà posata - letteralmente - e la NASA farà atterrare astronauti americani sulla Luna nel 2028, Stubbs potrà riflettere sul suo lavoro di modellazione degli stessi pennacchi che ha contribuito a prevedere. Attraverso il programma Artemis, la NASA mira a inviare astronauti per esplorare la Luna per la scoperta scientifica, i benefici economici e per costruire le basi per missioni con equipaggio su Marte - per il beneficio di tutti, e con, si spera, meno incidenti legati alla polvere.