Οι μπότες που φορούν οι αστροναύτες στις αποστολές Artemis, στη σελήνη, ειδικά διαμορφωμένες για την προστασία από τις ακραίες θερμοκρασίες και το έδαφος εκεί, πιθανότατα θα μείνουν στην ιστορία λόγω του αποτυπώματος που αφήνουν.
Είναι μια από τις πιο χαρακτηριστικές εικόνες της διαστημικής εποχής, σαν μια πιεσμένη παστίλια στο αχανές γκρίζο, σκονισμένο χώμα της σεληνιακής επιφάνειας. Ράβδοι συμπαγούς ρεγόλιθου διαγραμμίζονται οριζόντια, όπως σχηματίζονται από τη σόλα του ειδικού παπουτσιού, του αστροναύτη Buzz Aldrin. Συνιστά πλέον, αναμφισβήτητα ένα από τα πρώτα ίχνη που έχει αφήσει ποτέ ένας άνθρωπος σε έναν άλλο κόσμο, είναι ένα ισχυρό σύμβολο της ανθρώπινης προσπάθειας.
Στην πραγματικότητα, το αποτύπωμα είναι μόνο ένα από τα εκατοντάδες που άφησαν οι 12 αστροναύτες που πάτησαν το πόδι τους στη Σελήνη μεταξύ 1969 και 1972. Από όσο γνωρίζουμε ως τώρα, αυτά τα σημάδια, διατηρούνται μέχρι σήμερα. Ελλείψει ανέμου ή βροχής για να τα διαβρώσει, θα παραμείνουν στην επιφάνεια για εκατομμύρια χρόνια όπως φαίνεται.
Καθώς η NASA ετοιμάζεται τώρα να στείλει εκ νέου στον Νότιο Πόλο της Σελήνης, αστροναύτες, θα μπορούσε να υπάρξει ένα νέο σύνολο αποτυπωμάτων που θα γράψουν ακόμα ένα ανεξίτηλο σημάδι στη σεληνιακή επιφάνεια. Πώς θα είναι όμως τα πρώτα ίχνη στη σεληνιακή επιφάνεια μετά από 50 χρόνια; Και πόσο διαφορετικές θα είναι οι μπότες που τα δημιουργούν σε σχέση με αυτές που φορούσαν οι πρώτοι αστροναύτες του Apollo;
Η Nasa και οι εμπορικοί εταίροι της, έχουν περάσει χρόνια σχεδιάζοντας και τελειοποιώντας τα υλικά για την επόμενη γενιά των λεγόμενων «moonboots». Όταν οι τέσσερις νέοι αστροναύτες τελικά προσγειωθούν στη Σελήνη το 2025 με το Πρόγραμμα Artemis, τα υποδήματά τους θα πρέπει να αποδίδουν με τρόπους που οι μπότες Apollo δεν χρειάστηκαν ποτέ για να κρατήσουν τους χρήστες τους άνετους και ασφαλείς. Θα χρειαστεί να προστατεύουν τους αστροναύτες για παρατεταμένες περιόδους σε θερμοκρασίες έως -225 (-373°F), καθώς και να τους κρατούν σταθερούς στο έδαφος με μεγάλους κρατήρες του σεληνιακού Νότιου Πόλου.
Παράλληλα με την ενσωμάτωση καινοτόμων υλικών και τεχνολογιών στις μπότες, οι μηχανικοί στρέφουν επίσης την προσοχή τους στις εκτυπώσεις που θα σηματοδοτούν την επιφάνεια της Σελήνης για τις επόμενες χιλιετίες. Οι σόλες αυτών των σεληνιακών παπουτσιών όχι μόνο θα πρέπει να έχουν επαρκή πρόσφυση στην επιφάνεια της Σελήνης δηλαδή, αλλά θα είναι εξίσου εμβληματικές και άμεσα αναγνωρίσιμες με αυτές που άφησαν οι πρώτοι σεληνοβάτες.
«Υπάρχουν σίγουρα κάποια λειτουργικά χαρακτηριστικά που πρέπει να ενσωματωθούν σε αυτό», λέει ο Zach Fester, μηχανικός διαστημικών στολών στο Διαστημικό Κέντρο Nasa Johnson που ηγείται της έρευνας και της ανάπτυξης για τη νέα μπότα του φεγγαριού. «Η πρόσφυση είναι απολύτως σημαντική επομένως χρειάζεται καλή πρόσφυση σε σκληρότερο βράχο και χνουδωτό ρεγόλιθο αλλά και σε σκληρότερη μεταλλική επιφάνεια όπως οχήματα, σκάλες κλπ. Αλλά σίγουρα και η αισθητική είναι μέρος του, επειδή αυτές οι εικόνες [των πατημασιών] είναι αρκετά εμβληματικές», προσθέτει.
Ο συνολικός σχεδιασμός των διαστημικών στολών που θα χρησιμοποιηθούν στις αποστολές Artemis έχει ανατεθεί στην Axiom Space, μια εμπορική διαστημική εταιρεία που νωρίτερα φέτος πραγματοποίησε τη δεύτερη αποκλειστικά ιδιωτική αποστολή αστροναυτών στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ένα βασικό μέρος των νέων διαστημικών στολών, που αποκαλύφθηκαν τον Μάρτιο του 2023, θα είναι το ίδιο το moonboot. Ωστόσο, το ακριβές σχέδιο για τις μπότες δεν έχει ακόμη δημοσιοποιηθεί.
Τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά των «moonboots»
Ωστόσο, η έρευνα που δημοσιεύτηκε από τη Nasa σχετικά με τα χαρακτηριστικά που θα πρέπει να πληρούν οι μπότες, μαζί με πρώιμες δοκιμές σε ορισμένα από τα σχέδια που προτάθηκαν, προσφέρουν κάποιες ενδείξεις.
Ίσως η μεγαλύτερη πρόκληση θα είναι οι θερμοκρασίες που θα αντιμετωπίσουν οι αστροναύτες σε σύγκριση με τις αποστολές Apollo, οι οποίες διεξήχθησαν κυρίως σε σχετικά επίπεδες περιοχές προσγείωσης στις ισημερινές περιοχές της Σελήνης. Όταν η Άρτεμις ΙΙΙ προσγειωθεί στη Σελήνη, το πλήρωμά της θα βρεθεί σε ένα πολύ διαφορετικό περιβάλλον στον σεληνιακό Νότιο Πόλο.
«Για τον Νότιο Πόλο, εξετάζουμε πολύ πιο χαμηλές θερμοκρασίες», σημειώνει χαρακτηριστικά ο Fester.
Η περιοχή είναι γνωστό ότι έχει σημεία, τα οποία παραμένουν μόνιμα στη σκιά. «Δεν έχουν δει τον ήλιο για χιλιάδες χρόνια», όπως λέει ο Fester. «Εάν βρίσκεστε στον Ήλιο, μπορεί να φτάσει βόρεια από 150F (65C). Και ένας διαστημικός περίπατος μπορεί να είναι από τέσσερις έως οκτώ, οπότε σε αυτό το διάστημα μπορείτε να συναντήσετε αρκετά μεγάλες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας», υπογραμμίζει.
Αυτό σημαίνει ότι η μόνωση θα είναι το κλειδί. Τόσο η Nasa όσο και η Axiom δοκιμάζουν νέους τύπους μονωτικών αφρού και επιστρώσεων για να διατηρούν άνετη τη θερμοκρασία στο εσωτερικό της μπότας.
«Η μπότα είναι ειδικά σχεδιασμένη για να αντέχει τις ακραίες θερμοκρασίες του σεληνιακού Νότιου Πόλου, χρησιμοποιώντας προηγμένα υλικά που δεν υπήρχαν στην εποχή του Απόλλωνα», λέει ο Russell Ralston, αναπληρωτής διευθυντής προγράμματος εξωφορειακής δραστηριότητας (EVA) στο Axiom Space. «Χρησιμοποιούμε πολλά μοναδικά υλικά για να αντέξουμε τις χαμηλές θερμοκρασίες στο σεληνιακό Νότιο Πόλο. Αυτό περιλαμβάνει νέες συνθέσεις φθοροπολυμερών, μονωτικών υλικών και επικαλύψεων που έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν θερμικά τα πόδια του αστροναύτη».
Μια επιλογή που εξέτασαν οι μηχανικοί της Nasa ήταν να προσθέσουν στοιχεία «ενεργητικής θέρμανσης» στις μπότες για να παρέχουν επιπλέον ζεστασιά. Αυτό θα σήμαινε μπαταρίες και καλώδια που θα μπορούσαν να προσθέσουν βάρος στις μπότες και στο συνολικό φορτίο που μεταφέρουν οι αστροναύτες.
Με τους αστροναύτες να εξερευνούν τη σεληνιακή επιφάνεια για εκτεταμένες χρονικές περιόδους και να κατασκευάζουν δυνητικά μια μόνιμη βάση στο φεγγάρι σε μελλοντικές αποστολές, ακόμη και μικρές ποσότητες επιπλέον όγκου θα μπορούσαν να κάνουν τη μετακίνηση λιγότερο αποτελεσματική. Οι μηχανικοί, πρέπει λοιπόν να διασφαλίσουν ότι η εφαρμογή των παπουτσιών θα είναι η βέλτιστη δυνατή. Θα δούμε επίσης, την πρώτη γυναίκα να πατάει το πόδι της στη Σελήνη. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να απαιτηθεί πολύ μεγάλο εύρος μεγεθών για την μπότα από ό,τι στις αποστολές του Apollo, όπου οι αστροναύτες ήταν όλοι άνδρες και είχαν σχεδόν όλοι το ίδιο ύψος, ηλικία και βάρος.
«Ψάχνουμε τρόπους με τους οποίους μπορούμε να συνεργαστούμε με τα άτομα για να αποκτήσουμε μια μπότα που τους ταιριάζει», λέει ο Fester, ο οποίος περνά πολλές ώρες περπατώντας με πρωτότυπες μπότες και κοστούμια για να δοκιμάσει πώς νιώθουν. Αντί όμως να κάνουν πολλά προσαρμοσμένα μεγέθη, οι μπότες θα διατίθενται σε επιλεγμένα μεγέθη που μπορούν στη συνέχεια να βελτιστοποιηθούν με εξωτερικούς μηχανισμούς σύσφιξης.
«Η σεληνιακή μπότα AxEMU θα είναι πολύ πιο άνετη και φορητή από αυτές που χρησιμοποιούνται κατά τις αποστολές Apollo», προσθέτει ο Ralston.
Οι αστροναύτες θα περάσουν επίσης πολύ χρόνο πριν ξεκινήσουν την εκπαίδευση με τις μπότες τους για να διασφαλίσουν ότι θα αποδώσουν όπως αναμένεται στη Σελήνη. «Θα προπονηθούν φορώντας αυτές τις μπότες, θα δοκιμάσουν διαφορετικές επιλογές, μέχρι να αποκτήσουν την τέλεια εφαρμογή», λέει ο Fester.
Και για όσους τους αρέσει λίγη επιπλέον άνεση, υπάρχουν πάντα λύσεις χαμηλότερης τεχνολογίας. «Προσωπικά φοράω δύο κάλτσες σε κάθε πόδι – αισθάνομαι πολύ καλύτερα σε έξι ώρες», λέει ο Fester.
Μια άλλη σημαντική εκτίμηση προέρχεται από την ίδια την επιφάνεια της Σελήνης. Η λεπτή σκόνη που καλύπτει μεγάλο μέρος της Σελήνης έχει ακανόνιστο σχήμα και είναι αιχμηρή. Μεταφέρει επίσης ένα ηλεκτρικό φορτίο που κάνει τη σκόνη να κολλάει εύκολα στις επιφάνειες.
Ο Ralston λέει ότι οι μπότες που σχεδιάζει η εταιρεία του θα έχουν σχεδόν απρόσκοπτη σχεδίαση για την ελαχιστοποίηση των περιοχών όπου μπορεί να παγιδευτεί η σκόνη και θα χρησιμοποιούν υλικά που μπορούν να εμποδίσουν την ηλεκτρικά φορτισμένη σκόνη να προσκολληθεί στις μπότες.
Τι γίνεται όμως με τα ίχνη που θα αφήσουν;
Κατά τη διάρκεια του Απόλλωνα, οι αστροναύτες φορούσαν σκληρές μπότες τις οποίες έδεσαν πάνω από ένα μαλακότερο εσωτερικό παπούτσι που ήταν μέρος της ίδιας της διαστημικής στολής. Αυτές οι μπότες ήταν που έδωσαν το χαρακτηριστικό τύπωμα σε σχήμα χαπιού στη σεληνιακή επιφάνεια.
«Η υπερ-μπότα φορέθηκε ειδικά για επιφανειακές εργασίες και στη συνέχεια την πέταξαν – αφήνοντάς την στην επιφάνεια για να εξοικονομήσουν μάζα όταν επέστρεφαν στο σπίτι», λέει ο Fester.
Οι Fester και Ralston λένε ότι δεν έχει αποφασιστεί ακόμη εάν οι σεληνιακές μπότες Artemis θα υιοθετήσουν παρόμοια προσέγγιση χρησιμοποιώντας μια υπερ-μπότα, αλλά λένε ότι θα καθοδηγείται από τις απαιτήσεις για θερμοκρασία και αντοχή στην τριβή. Τα πρώιμα πρωτότυπα που δοκιμάστηκαν από τη Nasa φαίνεται να δείχνουν ότι αυτή μπορεί να είναι η προτιμώμενη επιλογή. Και τα ίδια τα πέλματα φαίνονται αρκετά διαφορετικά από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν κατά τον Απόλλωνα. Η μία εξωτερική σόλα από κατασκευάζεται από σιλικόνη, ενώ μια άλλη είχε πολύπλοκα πέλματα περισσότερο σαν παπούτσι πεζοπορίας για καλύτερη πρόσφυση στην επιφάνεια με κρατήρες του Νότιου Πόλου.
Ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο, ότι τα επόμενα ίχνη στη Σελήνη θα είναι εξίσου σημαντικά με τα προηγούμενα, σηματοδοτώντας μια νέα εποχή στην εξερεύνηση του διαστήματος. Αντί να είναι απλώς ένας προορισμός από μόνη της, η Σελήνη πρόκειται να αποτελέσει σταθμό για περαιτέρω επανδρωμένη εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος, συμπεριλαμβανομένου του Άρη.
