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着陆器对月球冷阱的污染

地球与行星天体物理 2023-06-09 v1 天体物理仪器与方法 流体动力学 空间物理

摘要

已开发工具来建模和模拟月球着陆器对月球环境的影响,主要解决火箭羽流对风化层的侵蚀以及抛射月壤颗粒的命运问题。KSC 颗粒力学与风化层操作实验室的工具现已扩展至解决月球表面挥发性污染问题(Stern, 1999)。在如此陨击坑附近着陆将导致大量羽流废气迁移至陨击坑的冷阱中,并会在待研究的挥发性储库上方形成非自然大气。我们的计算涉及:1)冷阱上方由羽流诱发的局部大气衰减至正常水平的时间;2)当着陆点在永久阴影陨击坑外但附近时,气体向坑内迁移的效率;3)通过将着陆点移至离陨击坑更远或利用地形屏蔽着陆器地面射流的直接通量来减少污染。我们还讨论了吸附在土壤抛射颗粒上并因其停留于发动机排气羽流高压滞止区而进入颗粒内部的羽流挥发物,以及它们在月面的机械扩散如何促成诱发大气。另一个问题是沿地形特征基部收集的土壤抛射物是否会产生可测量的、区别于背景的羽流挥发物释放。我们主要解决第 2)项。第 3)项从我们的结果中显而易见,只是移除距离可能很大,但改变着陆策略可改善该状况。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.04727,
  title  = {Lunar Cold Trap Contamination by Landing Vehicles},
  author = {Scott T. Shipley and John E. Lane and Philip T. Metzger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.04727},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 18 figures. Presented at Earth & Space 2014 conference