Розрахунки показують, що на місячну базу щодня падатимуть десятки мікрометеороїдів, і навіть найдрібніші з них здатні пошкодити модуль та створити загрозу для астронавтів. Проте для цієї проблеми є перевірене рішення — так званий щит Віппла.
Одним із найперспективніших місць для майбутньої висадки на Місяці екіпажу «Артеміди III» та спорудження надалі постійної місячної бази NASA вважає район 79-кілометрового кратера Нобіле. Він розташований приблизно за 150–200 кілометрів від Південного полюса Місяця. Інші потенційні локації бази також перебувають у місячній «мерзлоті».
Полярні регіони природного супутника Землі зацікавили космічні держави після виявлення багатих покладів водяного льоду. Воду на Місяці планують використовувати для розщеплення на водень і кисень, а отже — одночасного отримання ракетного палива та окислювача.
Астрофізики та інженери з Колумбійського університету (США) нещодавно наголосили, що Південний полюс Місяця — вдалий вибір для постійної станції ще з одного погляду. У своїй статті, опублікованій на arXiv.org, вони розповіли про кількість мікрометеороїдів, що падатимуть на майбутню місячну базу — небесних тіл розмірами до кількох сантиметрів і масою не більше приблизно 10 грамів.
На перший погляд, такий «щебінь» не здається небезпечним, але насправді він летить на величезних швидкостях. Тому падіння навіть піщинки товщиною з людське волосся там уже потенційно небезпечне, а більший камінь може пробити корпус житлового модуля або скафандр.
Вчені змоделювали таке бомбардування для умовної 100-метрової конструкції й «розташовували» її в тисячі різних точок на місячній поверхні. З’ясувалося, що база зазнаватиме 15–23 тисячі мікрометеороїдних ударів щорічно. При цьому найменше небесних тіл падає саме біля полюсів.
Це пов’язано з обертанням Місяця навколо своєї осі: протягом 27 днів його повного оберту в небі над полюсом кружляє одна й та сама обмежена кількість зірок, а на екваторі за цей час спостерігач побачив би всю небесну сферу. Тому виходить, що на місячний екватор, низькі та середні широти метеороїди летять з усіх можливих напрямків, а на полюси — із порівняно невеликої ділянки неба.
Оскільки базу збираються будувати на певній відстані від полюса, варто врахувати ще один фактор: чи розташована вона на видимому боці Місяця, чи на зворотному. Як пишуть дослідники, розташуватися на зворотному було б краще: гравітація Землі змушує більше метеороїдів летіти до видимого боку. Водночас для постійного зв’язку із Землею доцільніше перебувати там, звідки Землю видно.
Дослідники запевнили, що у будь-якому разі вирішення проблеми мікрометеороїдів на Місяці існує: його запропонував ще 1947 року американський астроном Фред Лоуренс Віппл. Він винайшов для космічних кораблів захисний екран незвичайної конструкції: дві стінки, між якими або порожнеча, або легкий матеріал. Цей принцип активно використовується у космонавтиці. На модулях Міжнародної космічної станції встановлено такі щити більш ніж сотні різних конфігурацій.
Першим удар приймає верхня, порівняно тонка стінка. Мікрометеороїд пробиває її, але водночас і сам руйнується на численні дрібніші уламки. Далі ці уламки потрапляють у порожнечу або у заповнений матеріалом проміжок і поширюються там уже своєрідною хмарою. Завдяки цьому на момент досягнення нижньої, товстішої стінки це скупчення втрачає значну частину своєї початкової сили удару і стає набагато менш небезпечним.
За розрахунками, пробити щит Віппла на Місяці може лише частка масою від 0,069 грама. Тим більше, що 99,9997% усіх мікрометеороїдів, які там падають, легші. Небесне тіло, здатне подолати цей захист, за прогнозами, падатиме на місячну базу орієнтовно раз на 42 роки.