Команда ученых под руководством Университета Колорадо в Боулдере предлагает новое решение проблемы пыли на Луне — удалить грязь с помощью пучка электронов. Исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, представляет последнее исследование устойчивой и, возможно, удивительной проблемы в мечтах человечества о колонизации Луны — пыли. Космонавты, идущие или проезжающие по лунной поверхности, поднимают огромные количества лунной пыли — реголита.
«Это действительно раздражает», — заявил Сюй Ван, научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) в CU Boulder. «Лунная пыль прилипает ко всем поверхностям — скафандрам, солнечным батареям, шлемам — и может повредить оборудование».
Поэтому он и его коллеги разработали возможное решение — такое, в котором используется электронный луч, устройство, которое выпускает концентрированный (и безопасный) поток отрицательно заряженных частиц с низкой энергией. В новом исследовании команда нацелила такой инструмент на целый ряд грязных поверхностей внутри вакуумной камеры. И они обнаружили, что пыль просто улетела.
Исследователям еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем реальные астронавты смогут использовать эту технологию для повседневной уборки. Но, по словам ведущего автора исследования, Бенджамина Фарра, ранние результаты исследования предполагают, что электронно-лучевые пылеуловители могут стать неотъемлемой частью лунных баз в не столь отдаленном будущем.
Некоторые из пионеров космонавтики жаловались на лунную пыль, которая часто сопротивляется попыткам очистки. Харрисон «Джек» Шмитт, побывавший на Луне в составе «Аполлона-17» в 1972 году, получил аллергическую реакцию на этот материал и заявил, что он пахнет «отработанным порохом».
Ван объяснил, что проблема с лунной пылью в том, что она не похожа на ту, что накапливается на книжных полках на Земле. Лунная пыль постоянно залита солнечным излучением, которое придает материалу электрический заряд. Этот заряд, в свою очередь, делает пыль еще более липкой.
«Лунная пыль очень неровная и абразивная, как осколки стекла», — подчеркнул Ван.
Тогда перед его группой встал вопрос: как отсоединить это от природы липкое вещество?
Электронные пучки стали многообещающим решением для ученых. Согласно теории, разработанной на основе недавних научных исследований того, как пыль естественным образом поднимается на поверхность Луны, такое устройство может превратить электрические заряды на частицах пыли в оружие против них. Если вы ударите слой пыли потоком электронов, сказал Ван, эта пыльная поверхность будет собирать дополнительные отрицательные заряды. Вставьте достаточно зарядов в промежутки между частицами, и они могут начать отталкивать друг друга — так же, как это делают магниты, когда неправильные концы сжимаются вместе.
«Заряды становятся настолько большими, что отталкиваются друг от друга, а затем с поверхности взрывается пыль», — сказал Ван.
Чтобы проверить эту идею, он и его коллеги загрузили в вакуумную камеру различные материалы, покрытые произведенным НАСА «имитатором луны», напоминающим лунную пыль.
И, действительно, после наведения электронного луча на эти частицы пыль рассыпалась, обычно всего за несколько минут. Этот трюк работал и с широким спектром поверхностей, включая ткань скафандра и стекло. По словам ученых, эта новая технология направлена на очистку мельчайших частиц пыли, которые трудно удалить щетками. Метод смог очистить пыльные поверхности в среднем на 75-85%.
«Это сработало довольно хорошо, но недостаточно хорошо, чтобы мы закончили», — сказал Фарр.
В настоящее время исследователи экспериментируют с новыми способами увеличения очищающей способности своего электронного луча.
Но соавтор исследования Михай Хораньи, профессор LASP и факультета физики CU Boulder, сказал, что у этой технологии есть реальный потенциал. НАСА экспериментировало с другими стратегиями удаления лунной пыли, например, путем встраивания сети электродов в скафандры. Однако электронный луч может быть намного дешевле и его легче развернуть.
Хораньи воображает, что однажды лунные астронавты смогут просто оставить свои скафандры висевшими в специальной комнате или даже за пределами своей среды обитания, и очистить их после долгого дня. Все остальное сделают электроны.
«Чтобы удалить мелкую пыль , можно просто войти в душ с электронным пучком», — заключил он.
Читать также
Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно
Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?
Выяснилось, что заставило цивилизацию майя покинуть свои города