Bocancii purtați de astronauții misiunilor Artemis vor trebui să îi protejeze pe cei care îi poartă de terenul dificil și de temperaturile extreme, dar rolul lor cel mai memorabil vor fi urmele lăsate pe suprafața Lunii, scrie BBC.
Este una dintre imaginile care au supraviețuit cel mai bine erei Apollo – o singură amprentă puțin adâncă, ovală, întipărită în solul cenușiu și prăfos al suprafeței lunare. Dâre orizontale de regolit compactat o brăzdează, formate de profilul tălpii bocancului astronautului Buzz Aldrin. Devenită între timp inconfundabilă ca una dintre primele urme lăsate vreodată de un om pe o altă lume, este un simbol puternic al efortului uman.
În realitate, amprenta este doar una dintre sutele lăsate de cei 12 astronauți care au pășit pe Lună între 1969 și 1972.
Și, din câte se știe, urmele acelea sunt încă acolo. În lipsa vântului sau a ploii care să le erodeze, vor rămâne pe suprafață milioane de ani.
NASA se pregătește acum să trimită o nouă generație de astronauți către Polul Sud al Lunii, prin misiunile Artemis. Așa că ar putea apărea un nou set de urme care să-și lase amprenta pe suprafața lunară. Dar cum vor arăta primele urme lăsate pe Lună în ultimii 50 de ani? Și cât de diferiți vor fi bocancii care le creează față de cei purtați de astronauții Apollo?
Bocanci noi pentru o nouă eră
NASA și partenerii săi comerciali au petrecut ani întregi proiectând și șlefuind materialele pentru următoarea generație de bocanci lunari.
Astronauții misiunii Artemis II au văzut suprafața lunară doar de la 6.545 km distanță, în punctul lor cel mai apropiat, în timp ce zburau în jurul Lunii. Dar misiunile viitoare vor duce astronauți direct pe suprafața acoperită de praf.
Cei doi astronauți de la bordul misiunii Artemis IV, programată să fie lansată în 2028, vor avea nevoie de încălțăminte care să performeze în moduri în care bocancii Apollo nu au fost niciodată puși la încercare, pentru ca purtătorii lor să rămână în siguranță și la un nivel rezonabil de confort.
Bocancii vor trebui să îi protejeze pe astronauți pentru perioade lungi la temperaturi care pot coborî până la -225°C și să le asigure stabilitatea pe terenul prăfos și plin de cratere din jurul Polului Sud lunar.
Pe lângă integrarea unor materiale și tehnologii inovatoare în bocanci, inginerii își îndreaptă atenția și către urmele care vor marca suprafața Lunii pentru următoarele milenii. Tălpile acestor pantofi lunari vor trebui nu doar să ofere aderență suficientă pe suprafața Lunii, ci să fie la fel de iconice și de ușor de recunoscut ca cele lăsate de primii oameni care au pășit acolo.
„Există cu siguranță câteva caracteristici funcționale care trebuie încorporate în ei”, spune Zach Fester, inginer de costume spațiale la Centrul Spațial Johnson al NASA, care a condus cercetarea și dezvoltarea noilor bocanci lunari. „Tracțiunea este absolut importantă – expui talpa bocancului la o varietate de caracteristici ale suprafeței, așa că are nevoie de aderență bună atât pe rocă mai dură și regolit pufos, cât și pe suprafețe metalice, cum ar fi vehiculele, scările și rover-ele. Profilul trebuie să reziste și la uzură. Dar estetica face, cu siguranță, parte din ecuație, pentru că fotografiile acelea cu urmele sunt destul de iconice”.
Designul general al costumelor spațiale care vor fi folosite în misiunile Artemis a fost contractat cu Axiom Space, o companie spațială comercială care, la începutul acestui an, a desfășurat a doua misiune privată cu echipaj către Stația Spațială Internațională. O componentă-cheie a noilor costume spațiale, care au fost dezvăluite în martie 2023, va fi chiar bocancul lunar. Designul exact al acestuia nu a fost încă făcut public.
Dar cercetările publicate de NASA cu privire la cerințele pe care bocancii vor trebui să le îndeplinească, împreună cu testele timpurii făcute pe unele dintre prototipurile propuse, oferă câteva indicii.
Temperaturi extreme
Cea mai mare provocare va fi, probabil, temperaturile cu care se vor confrunta astronauții, în comparație cu misiunile Apollo, care au aterizat mai ales în zone relativ plate din regiunile ecuatoriale ale Lunii. Când Artemis IV va ajunge pe Lună, cei doi membri ai echipajului care vor coborî pe suprafață vor aseleniza într-un mediu foarte diferit, la Polul Sud lunar.
„Pentru Polul Sud, vorbim despre temperaturi mult mai scăzute”, spune Fester.
Regiunea are zone cunoscute care rămân permanent în umbră. „Nu au mai văzut soarele de mii de ani”, explică Fester. „Unele pot coborî până la 48 grade Kelvin (-373°F / -225°C) sau chiar mai puțin. Dacă ești expus la Soare, temperaturile pot trece de 150°F (65°C). Iar o ieșire în spațiu poate dura între patru și opt ore, așa că, în intervalul acela, poți întâlni variații destul de mari de temperatură”.
Asta înseamnă că izolația va fi esențială. Atât NASA, cât și Axiom au testat noi tipuri de spume și învelișuri izolante, menite să mențină temperatura din interiorul bocancului la un nivel confortabil.
„Bocancul este proiectat special pentru a rezista la temperaturile extreme de la Polul Sud lunar, folosind materiale avansate care nu existau pe vremea Apollo”, explică Russell Ralston, director general al diviziei de activități extravehiculare (EVA) de la Axiom Space, care și-a botezat bocancul lunar AxEMU. „Folosim mai multe materiale unice pentru a rezista la temperaturile scăzute de la Polul Sud lunar. Printre acestea se numără formulări noi de fluoropolimeri, materiale izolante și învelișuri concepute pentru a proteja termic picioarele astronauților”.
NASA a supus prototipurile de bocanci lunari unei serii de teste într-o cameră frigorifică capabilă să atingă temperaturi de până la -223°C (-370°F).
O opțiune pe care inginerii NASA au luat-o în calcul era să adauge elemente de „încălzire activă” în bocanci, pentru un plus de căldură. Dar radiatoarele integrate au și un dezavantaj, spune Fester. „Dacă încălzești activ, ai nevoie de o sursă de energie”. Asta ar însemna baterii și cabluri care ar adăuga greutate bocancilor și încărcăturii totale purtate de astronauți.
Construiți pentru confort
Astronauții urmează să exploreze suprafața lunară pentru perioade lungi de timp și, posibil, să construiască o bază permanentă pe Lună în cadrul misiunilor viitoare. Iar în aceste condiții, chiar și o cantitate mică de greutate în plus poate face deplasarea mai puțin eficientă.
Inginerii vor trebui să se asigure că bocancii se potrivesc cât mai bine, dar se confruntă și cu provocări pe care omologii lor de pe vremea Apollo nu le aveau – anume gama mai largă de dimensiuni corporale ale astronauților.
Artemis va duce pentru prima dată o femeie pe Lună. Asta înseamnă că va fi nevoie de o varietate mult mai mare de mărimi pentru bocanc decât în cazul misiunilor Apollo, unde toți astronauții erau bărbați și aveau aproape aceeași înălțime, vârstă și greutate.
„Căutăm modalități prin care să lucrăm cu fiecare persoană în parte, ca să obținem un bocanc potrivit exact pentru ea”, spune Fester, care petrece multe ore plimbându-se prin prototipurile de bocanci și costume pentru a testa senzația pe care o dau. Dar, în loc să fabrice numeroase mărimi personalizate, bocancii vor veni într-o selecție de mărimi standard, care pot fi apoi ajustate cu căptușeli interioare și sisteme de strângere externe.
„Bocancul lunar AxEMU va fi mult mai confortabil și mai mobil decât cei folosiți în misiunile Apollo”, adaugă Ralston.
Astronauții vor petrece, de asemenea, un timp considerabil înainte de lansare antrenându-se în bocanci, pentru a se asigura că aceștia se comportă așa cum se așteaptă pe Lună. „Se vor antrena și tot se vor antrena în bocancii aceia, vor încerca diferite variante, până când vor obține potrivirea perfectă”, spune Fester. „Rodarea bocancilor lunari este la fel de importantă ca rodarea unei perechi noi de pantofi”.
Și pentru cei care vor un pic mai mult confort, există întotdeauna soluții mai puțin tehnologice. „Eu personal port două perechi de șosete pe fiecare picior — se simte mult mai bine după șase ore”, spune Fester.
NASA a cerut, de asemenea, să existe mecanisme care să permită strângerea și ajustarea bocancilor cu mănușile pe mâini și care, în același timp, să reziste la praful fin lunar care poate înfunda ușor piesele mobile și poate lipi sistemele de prindere cu Velcro.
Praful fin care acoperă mare parte din suprafața Lunii are o formă neregulată și ascuțită, ceea ce îl face extrem de abraziv. Are, de asemenea, o încărcătură electrică, ceea ce îl face să adere ușor la suprafețe, dar poate produce și haos în echipamentele electrice. Ultimul lucru pe care ți-l dorești este să duci acest material înapoi într-un modul de aterizare sau într-un habitat lunar.
Ralston spune că bocancii pe care compania lui îi proiectează vor avea un design aproape fără cusături, ca să reducă la minimum zonele în care praful ar putea fi prins, și că vor folosi materiale capabile să împiedice particulele încărcate electric să se lipească de ei.
Dar cum rămâne cu urmele pe care le vor lăsa?
În timpul misiunilor Apollo, astronauții purtau peste papucul moale al costumului spațial niște suprabocanci rigizi, pe care și-i fixau cu chingi. Acești suprabocanci erau cei care lăsau pe suprafața lunară amprenta caracteristică în formă de pilulă. Iar când se întorceau în capsula lunară, astronauții îi scoteau și îi lăsau pe Lună.
„Suprabocancul era pus special pentru operațiunile de pe suprafață și apoi era aruncat – îl lăsau pe suprafață ca să reducă din masă atunci când se întorceau acasă”, explică Fester.
Fester și Ralston spun amândoi că încă nu s-a decis dacă bocancii lunari Artemis vor adopta o abordare similară, folosind un suprabocanc, dar că decizia va fi dictată de cerințele de rezistență la temperatură și la abraziune.
Prototipurile timpurii testate de NASA par să indice că aceasta ar fi varianta preferată. Iar tălpile propriu-zise arată destul de diferit față de cele folosite pe vremea Apollo. O talpă exterioară din silicon avea forme de chevroane, iar alta avea profiluri complexe, mai apropiate de un bocanc de drumeție, pentru o mai bună aderență pe suprafața plină de cratere a Polului Sud.
Deși Ralston păstrează deocamdată secretul în privința designului final al profilului, a oferit un indiciu: „Avem planuri pentru un design specific de profil care ar putea include un logo sau alte imagini care să simbolizeze semnificația revenirii pe Lună”.
Cum ar putea arăta exact, însă, nu spune.
Un lucru e limpede – următoarele urme de pe Lună vor fi la fel de semnificative ca și ultimele și vor marca o nouă eră a explorării spațiale. În loc să mai fie doar o destinație în sine, Luna este pregătită să devină un punct intermediar pentru explorarea cu echipaje umane a Sistemului Solar, inclusiv a planetei Marte.
Întrebat cum se simte să lucreze la ceva care va lăsa o urmă iconică pe o altă lume pentru, posibil, milioane de ani, Fester admite că are ceva emoții.
„Fără presiune, nu-i așa?”, spune el. „Există, absolut, un puternic sentiment de responsabilitate care vine odată cu asta. Pentru mine, fotografia aceea reprezintă mult mai mult decât o simplă urmă lăsată în spate – reprezintă toate testele care se fac pe Pământ, rachetele, capsulele pentru echipaje și modulele de aterizare care ne duc până la suprafață. Este o imagine a ceea ce putem face împreună și a cât de mult succes putem avea cu adevărat”.
Ştiri video recomandate
