Полл>> Джерард, ты физику в школе совсем прогулял? В ваккуме газовые струи и волны в газе разрушаются так, как тебе похоже представить сложно. Jerard> http://www.popmech.ru/article/2760-letyaschaya-lunnaya-pyilJerard> Они видать тоже прогуляли...
Ну да. Некоторая, малая часть пыли, будет разогнана выхлопом до скоростей порядка сотен метров в секунду. После выхода из ближей зоны вокруг аппарата, она так и будет лететь по баллистике. Естественно, что количество пыли будет убывать с растоянием как квадрат или даже куб расстояния (учитывая настильную траекторию полета). Максимальная скорость при этом будет у самых мелких частиц, с наилучшим соотношением площадь/масса. Можно даже примерно прикинуть, какая это будет скорость.
Скорость выхлопа ЖРД - порядка 3 км/с. Давление на срезе сопла для лунных двигателей - порядка 0.5 атмосферы, 50 КПа. Диаметр сопла двигателя - метр. Выхлоп 'размазывается' по поверхности, сохраняя скорость, но теряя давление. Будем считать, что случай идеальный, и весь факел размазывается в 'блинчик', толщиной в метр, с полным сохранением скорости - это заведомо превосходящее реальность предположение. Таким образом, по периметру сопла давление будет 15 КПа, периметр 3 метра. На метре от сопла периметр будет уже 9 метров, а давление - 5 КПа. На двух метрах - периметр 15 метров, давление 3 КПа. И так далее.
Т.е. давление в струе будет падать как 15 КПа * 0.5 м / R.
Более того, оно будет падать даже быстрее, поскольку давление оказывает влияние только при торможении - а в случае уже ускоренной частицы торможение будет ниже.
Честно говоря, мне лениво считать интегралы, поэтому я приму еще одно упрощение - приму, что диаметр 'разгонного' диска составляет 9 метров, и среднее давление в нем - 2.5 КПа, при этом разгонная дистанция - 4 метра.
Возьмем попавшую в поток кубическую пылинку диаметром 1 мм. Ее поверхность - 1 мм2, т.е. 1* 10
-4 м2. масса - 2.5 мг, т.е. 2.5*10
-6 кг. Давление 2 КПа придаст ей ускорение в 2.5*10
3 * 1*10
-4 / 2.5*10
-6 = 2.5 * 10
-1 / 2.5 * 10^ -6 = 1 * 10
5 м/с2.
Далее, скорость V = sqrt(2*A*S) = sqrt(2*4*1*10
5) м/с2 = 0.9 км/с. Это прикидочная оценка, которая при более подробном расчете может в несколько раз уменьшиться. Но, думаю, можно смело принять цифру в 300 м/с для песка такого размера. Песчинки меньшего размера могут получить скорость, приближающуюся к скорости газов, большего - соответственно более низкую. Посадка длится несколько секунд, т.е. в пределе струя двигателя может таким образом разбросать несколько килограммов пыли - ну, примерно сопоставимо с массовым расходом топлива у двигателя за время прохождения последних 10 метров.
На самом деле, никакой катастрофы я не вижу. Оборудовать посадочную площадку в кратере, и все. На маяк оно отлично сядет и в кратер. В самом худшем случае, если пыль летит по баллистической траектории, она может улететь примерно на 50-100 километров. Но абсолютное большинство пылинок будут лететь не по навесной, а по настильной траектории, и их можно перехватить щитами.