美國太空總署的”阿耳特彌斯”任務使用了更大的月球著陸器，面臨更大的著陸和升空風險。美國太空總署馬歇爾太空飛行中心開發了模擬工具來預測和管理這些挑戰，確保月球任務更加安全。這些工具已成功通過阿波羅任務歷史資料的驗證。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的”阿耳特彌斯”（Artemis）任務旨在擴大月球探索的範圍，這些任務面臨新的挑戰，因為著陸器體積更大，運行風險更高。這些任務必須在低重力和多塵表面等具有獨特挑戰的環境中駕馭複雜的月球著陸和升空。資料來源：派崔克-莫蘭，美國太空總署艾姆斯研究中心/安德魯-韋弗，美國太空總署馬歇爾太空飛行中心

透過”阿耳特彌斯”，NASA 計劃在月球表面執行人類和機器人任務，探索比以往更多的月球區域。由於未來的著陸器將比阿波羅著陸器更大，配備的引擎也更強勁，因此與著陸和升空期間的操作相關的任務風險要大得多。由於美國太空總署的目標是在月球上建立持續的人類存在，因此任務規劃人員必須了解未來的登陸器在未開發的月球表面著陸時是如何與月球表面相互作用的。

在月球上著陸非常棘手。當太空人和有效載荷飛抵月球表面時，太空船會透過啟動火箭引擎來抵消月球的引力，從而控制太空船的下降。這種情況發生在地球上難以複製和測試的極端環境中，即低重力、無大氣層以及月球碎屑的獨特性質，尤其是月球表面一層細小、尖銳、鬆散的塵埃和岩石會對航天器造成極大威脅。

美國太空總署位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心的研究人員製作了阿波羅12號著陸器發動機羽流與月球表面相互作用的模擬動畫。該動畫描述了引擎關閉前最後半分鐘的下降過程，顯示了羽流在平坦的計算表面上施加的預測力。這種力稱為剪應力，是施加在一定面積上的橫向力或側向力，是流體流經表面時造成侵蝕的主要原因。這裡，波動的徑向圖案顯示了預測的剪應力強度。較低的剪切應力為深紫色，較高的剪切應力為黃色。資料來源：派崔克-莫蘭，美國太空總署艾姆斯研究中心/安德魯-韋弗，美國太空總署馬歇爾太空飛行中心

著陸和升空帶來的風險和挑戰

每次太空船著陸或升空時，其引擎都會向表面噴射出超音速的熾熱氣體羽流，強大的力量會掀起塵埃，並將岩石或其他碎片高速拋射出去。這會造成視覺障礙和塵埃雲等危險，幹擾導航和科學儀器，或對登陸器和附近的其他硬體和結構造成損壞。此外，羽流也會侵蝕登陸器下方的地表。

雖然阿波羅級著陸器沒有形成隕石坑，但即將執行的阿耳特彌斯任務計劃中的較大型著陸器對錶面的侵蝕程度如何，是否會在著陸區迅速造成隕石坑，從而給著陸器的穩定性和著陸器上的太空人帶來風險，這些都是未知數。

為了提高對羽面相互作用（PSI）的認識，美國宇航局位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心的研究人員開發了新的軟體工具，用於預測美國宇航局項目和任務的PSI環境，包括人類著陸系統、商業月球有效載荷服務計劃和未來的火星著陸器。這些工具已被用於預測即將執行的月球任務中的隕石坑和視覺遮擋，並幫助美國太空總署最大限度地降低未來著陸任務中太空船和乘員的風險。

NASA 馬歇爾團隊最近製作了阿波羅12 號著陸器發動機羽流與月球表面相互作用的模擬，預測的侵蝕與著陸時發生的情況非常吻合。(該動畫描述了引擎熄火前最後半分鐘的下降過程，顯示了羽流對平坦計算表面施加的預測力。這種力被稱為剪應力，是施加在一定面積上的橫向力或側向力，是流體流經表面時造成侵蝕的主要原因。這裡，波動的徑向圖案顯示了預測的剪應力強度。較低的剪應力為深紫色，較高的剪應力為黃色。

這些模擬在位於加州矽谷美國太空總署艾姆斯研究中心的美國太空總署高級超級計算設施的Pleaides 超級電腦上運行了數週，產生了數TB 的數據。