Лунные корабли предложили защитить от реголита электродинамическими экранами
Лунная пыль мешает людям долго находиться на Луне. Она состоит из острых частиц и цепляется за все поверхности, от солнечных панелей до кожи и слизистых человека. Ученые Франческо Пачелли и Альваро Ромеро-Кальво из Технологического института Джорджии вместе с соавторами предложили два типа гибких электродинамических пылезащитных экранов, которые помогут защитить экипажи и технику в будущих лунных экспедициях. Они опубликовали результаты своей работы в журнале Acta Astronautica.
Электродинамические экраны создают электрическое поле, которое отталкивает заряженные и нейтральные частицы пыли. Эта технология похожа на защитные поля кораблей из «Звездных войн», только работает против пыли. Раньше такие экраны хорошо защищали плоские поверхности, например, солнечные батареи. При этом лунные базы и техника имеют изогнутые формы, с которыми старые модели экранов справлялись плохо.
Первый тип новых экранов ученые сделали на основе меди и полиимида. Медь стоит недорого, легко гнется и принимает нужную форму. Однако этот металл трескается, если его сгибать много раз. Из-за этого медные экраны подходят только для неподвижных объектов.
Чтобы экран мог постоянно двигаться и сгибаться, команда разработала второй тип электродов из химически модифицированного восстановленного оксида графена. Этот материал выдерживает постоянные нагрузки. Он также не разрушается от резких перепадов температур, которые характерны для Луны и заставляют обычные проводники менять размер.
Реголит, как живая и мертвая вода — польза и вред от лунной пыли
Ученые проверяли оба типа экранов в барокамере. Они снизили давление в ней до уровня, который в 10 миллиардов раз меньше земного, но в 10 тысяч раз превышает лунное. Для тестов исследователи купили имитатор лунной пыли в лаборатории Exolith. Чтобы приблизить условия к реальным, пыль облучали ультрафиолетом. Это имитировало фотоионизацию, которая заряжает частицы на поверхности Луны.
Настоящая лунная пыль ведет себя агрессивнее: у имитатора нет таких острых краев, а заряд от ультрафиолета лишь приблизительно повторяет лунные условия. При этом агентство NASA уже отправило одну из версий защитного экрана на Луну в рамках миссии Firefly Blue Ghost, чтобы защитить стекло и радиаторы оборудования.
В ходе тестов исследователи проверяли, как экраны сбрасывают уже осевшую пыль и как они мешают новой пыли прилипать к поверхности. Медные экраны сбросили более 90% осевшей пыли, когда на них подали напряжение выше 3 киловольт. Экраны из графена убрали 60% осевшей пыли. Они сработали слабее из-за микроразрядов между проводниками, так как у них не было диэлектрического покрытия.
При этом в условиях, когда пыль постоянно летела на поверхность, оба материала почти полностью оттолкнули ее. Пока ни один из этих экранов не утвердили для ближайших лунных миссий, но в будущем США и Китай могут использовать их, чтобы защищать жилые модули и луноходы.
На обложке иллюстрация NASA
Самое популярное
