Om du någonsin har kört genom ett dammoln som tillfälligt skymt sikten, grattis: du har nu en partiell förståelse för ett problem som NASA:s Artemis-landare kommer att möta när de landar på månen. Daniel Stubbs, en flygingenjör i Plume and Aero Environments-teamet vid NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, tillbringar sina dagar med att studera hur raketavgaser interagerar med månens regolit – för inget förstör en historisk månlandning som att inte kunna se marken.

Stubbs, som är från Trussville, Alabama, och har en kandidatexamen, masterexamen och doktorsexamen i flygteknik från Auburn University, bestämde sig tidigt under college för att han ville arbeta för NASA, även om vägen inte var omedelbart klar. Under forskarutbildningen fick han chansen att arbeta med modellering av plym-yt-interaktion som en del av ett NASA Early Stage Innovations-bidrag. Nu fortsätter han det arbetet – vilket bevisar att forskarskoleprojekt ibland lönar sig.

NASA:s Apollo-uppdrag visade att månens regolit – i princip rakbladsvassa, slipande partiklar som bildats när meteoriter malde upp månens yta under årtusenden – är ett hot mot astronauter, rymdfarkoster, rymddräkter och allt annat som kommer i närheten. Framtida månutforskare kommer att möta samma problem, fast värre: de nya landarna är större, tyngre och har fler raketmotorer än Apollo Lunar Module. Och till skillnad från Apollo-landarna, som lämnade kvar sina nedstigningssteg, kommer dessa nya att lyfta direkt från ytan med samma motorer och thrusters. Att noggrant förutsäga hur raketplymerna interagerar med regoliten är avgörande för att säkerställa att landarutrustningen överlever och faktiskt kan lyfta för att möta Orion och föra hem astronauterna.

"Dammet och regolitplymen kan göra det svårt för instrument på landarna att se månens yta," sa Stubbs. "Om dessa instrument inte rapporterar korrekta avläsningar till styrdata kan det påverka en månlandning." Och när en landare lyfter kan regoliten som blåses bort skada vetenskapliga instrument eller annan utrustning som placerats på ytan – för inget säger "ett jättekliv för mänskligheten" som att oavsiktligt sandblästra sin egen utrustning.

NASA:s Human Landing System-program genomför en markbaserad studie av raketmotorers avgaser och måndamm i den 60-fots rymdsimulatorkammaren vid NASA:s Langley Research Center i Hampton, Virginia. Testerna kommer att återskapa de förhållanden som månlandare kan uppleva – och skapa – när de landar på månen. Forskningen kommer att hjälpa ingenjörer att förstå aerodynamiska krafter under nedstigning och uppstigning, uppvärmning vid landarens bas och risken för att en stor månlandare välter på grund av kraterbildning eller ytinstabilitet.

När dammet lagt sig – bokstavligen – och NASA landar amerikanska astronauter på månen 2028, kommer Stubbs att kunna reflektera över sitt arbete med att modellera de plymer han hjälpte till att förutsäga. Genom Artemis-programmet siktar NASA på att skicka astronauter för att utforska månen för vetenskapliga upptäckter, ekonomiska fördelar och för att bygga grunden för bemannade uppdrag till Mars – till nytta för alla, och förhoppningsvis med färre dammrelaterade missöden.