もしあなたが、一時的に視界を遮る砂塵の雲の中を車で通ったことがあるなら、おめでとうございます。これでNASAのアルテミス着陸機が月面に着陸する際に直面する問題を部分的に理解できたことになります。アラバマ州ハンツビルにあるNASAマーシャル宇宙飛行センターの噴流・航空環境チームに所属する航空宇宙技術者ダニエル・スタッブスは、ロケット排気が月のレゴリスとどのように相互作用するかを研究することに日々を費やしています。歴史的な月面着陸が地面を見えないことで台無しになるのは避けたいからです。

アラバマ州トラスビル出身で、オーバーン大学で航空宇宙工学の学士号、修士号、博士号を取得したスタッブスは、大学在学中にNASAで働きたいと決意しましたが、その道筋はすぐには見えませんでした。大学院では、NASAの初期段階革新助成金の一環として噴流-表面相互作用モデリングに取り組む機会を得ました。今もその研究を続けており、大学院のプロジェクトが報われることもあることを証明しています。

NASAのアポロ計画では、月のレゴリス（本質的には、隕石が何千年もかけて月面をすり減らしてできた、カミソリのように鋭く研磨性のある粒子）が、宇宙飛行士、宇宙船、宇宙服、そしてそれに近づくあらゆるものにとって脅威であることが明らかになりました。将来の月探査者も同じ問題に直面しますが、さらに悪化しています。新しい着陸機はアポロ月着陸船よりも大きく、重く、ロケットエンジンも多いからです。また、アポロ着陸船のように降下段を残すのではなく、新しい着陸機は同じエンジンとスラスターを使って月面から直接離陸します。ロケット噴流がレゴリスとどのように相互作用するかを正確に予測することは、着陸機のハードウェアが生き残り、実際に離陸してオリオンとドッキングし、宇宙飛行士を地球に連れ帰ることができるようにするために重要です。

「塵やレゴリスの噴流は、着陸機の計器が月面を捉えるのを困難にする可能性があります」とスタッブス氏は言います。「これらの計器が誘導コンピュータに正しい読み取り値を報告しないと、月面着陸に影響を与える可能性があります。」また、着陸機が離陸する際に吹き飛ばされたレゴリスは、月面に展開された科学機器や他の資産を損傷する可能性があります。「人類の大きな飛躍」と言えば、自分の装備を誤ってサンドブラストすることほど皮肉なものはありませんからね。

NASAの有人着陸システム計画では、バージニア州ハンプトンにあるNASAラングレー研究センターの60フィートの宇宙シミュレータチャンバーで、ロケットエンジンの排気噴流と月の塵に関する地上研究を実施しています。この試験は、月面着陸時に月着陸機が経験し、生成する可能性のある条件を再現します。この研究は、エンジニアが降下・上昇時の空気力、着陸機底部の加熱、そしてクレーター形成や表面の不安定性による大型月着陸機の転倒の可能性を理解するのに役立ちます。

塵が文字通りに落ち着き、NASAが2028年にアメリカ人宇宙飛行士を月面に着陸させるとき、スタッブス氏は自身が予測に貢献した噴流のモデリング作業を振り返ることができるでしょう。アルテミス計画を通じて、NASAは科学的発見、経済的利益、そして有人火星ミッションの基盤を築くために宇宙飛行士を月探査に送り込むことを目指しています。すべての人の利益のために、そしてできれば塵関連の事故が少なくなることを願って。