太空探索需要各種有趣的解決方案來(lái)解決復(fù)雜的問(wèn)題。NASA 的一個(gè)分支旨在支持試圖解決這些問(wèn)題的創(chuàng)新者——先進(jìn)概念研究所 (NIAC)。他們偶爾會(huì)向試圖解決其中一些挑戰(zhàn)的有價(jià)值的項(xiàng)目提供贈(zèng)款。其中一項(xiàng)贈(zèng)款的結(jié)果現(xiàn)在已經(jīng)出來(lái)了，它們很有趣。在 Honeybee Robotics、德克薩斯 A&M 和中佛羅里達(dá)大學(xué)的支持下，來(lái)自 Masten Space Systems 的一個(gè)團(tuán)隊(duì)想出了一種方法，月球著陸器可以在降落的過(guò)程中放置??自己的著陸墊。

月球塵埃對(duì)表面上的任何動(dòng)力著陸器構(gòu)成了重大問(wèn)題。需要輕輕降落在月球表面的逆行火箭也會(huì)將灰塵和巖石拋向空中，可能會(huì)損壞著陸器本身或任何周圍的人類基礎(chǔ)設(shè)施。一個(gè)著陸墊將減輕這種灰塵的影響，并為著陸本身更穩(wěn)定的地方。

但是，以傳統(tǒng)方式建造這樣的著陸平臺(tái)的成本會(huì)高得令人望而卻步。根據(jù)目前的估計(jì)，使用傳統(tǒng)材料建造月球著陸平臺(tái)的成本約為 1.2 億美元。任何此類任務(wù)也存在先有雞還是先有蛋的問(wèn)題。如果沒(méi)有著陸墊，如何獲得用于建造著陸墊的材料?

Masten 開發(fā)的技術(shù)巧妙地解決了這兩個(gè)問(wèn)題。在下降時(shí)放置著陸墊將允許航天員在航天器降落之前將著陸墊放置到位。它的安裝成本也會(huì)低得多，因?yàn)樗枰闹皇且环N相對(duì)簡(jiǎn)單的添加劑，添加到已經(jīng)噴入地表的火箭尾氣中。

圖形顯示了使用或不使用沉積系統(tǒng)時(shí)著陸之間的差異。信用：馬斯騰空間系統(tǒng)

Masten 的總體思路很容易理解。將固體顆粒添加到火箭尾氣中將使該材料部分液化并沉積在尾氣的爆炸區(qū)域，可能會(huì)使其硬化到灰塵不再是一個(gè)因素的程度，因?yàn)樗环庋b在堅(jiān)硬的外殼中。Masten 相信它可以找到合適的材料添加到火箭尾氣中來(lái)做到這一點(diǎn)。

成敗取決于添加劑顆粒的物理特性。任何具有過(guò)多耐熱性的添加劑都不會(huì)在火箭尾氣中適當(dāng)熔化，基本上是用微小的轟擊表面。另一方面，任何耐熱性太差的添加劑都可能被火箭尾氣完全熔化并蒸發(fā)成無(wú)用的云。

為了找到完美的平衡，Masten 開發(fā)了一個(gè)兩層系統(tǒng)，使用相對(duì)較大(0.5 毫米)的氧化鋁顆粒來(lái)創(chuàng)建 1 毫米的熔化月球表面與氧化鋁結(jié)合的基層。然后，當(dāng)著陸器靠近基層時(shí)，添加劑將轉(zhuǎn)換為 0.024mm 的氧化鋁顆粒，它會(huì)以 650 m/s 的速度沉積在基層上，并形成一個(gè)直徑為 6m 的著陸墊，可在 2.5 秒內(nèi)冷卻。

這聽起來(lái)是一個(gè)非常令人印象深刻的想法，但現(xiàn)在還為時(shí)過(guò)早。像許多聯(lián)邦撥款一樣，NIAC 撥款專注于開發(fā)這種可存放著陸場(chǎng)的想法，采用分階段的方法。剛剛完成的第一階段的大部分工作都集中在證明這個(gè)想法是可行的，馬斯滕認(rèn)為這是可行的。

可行性與功能性不同，但這正是 NIAC 資助應(yīng)該支持的——可能會(huì)從根本上改變太空探索某些方面的瘋狂想法。如果 Masten 是正確的，并且這種方法是可行的并且可以按比例放大，那么可能會(huì)看到著陸墊在整個(gè)月球表面出現(xiàn)。最終也遍布整個(gè)火星。