Когда астронавты в следующий раз ступят на поверхность Луны, им и их технике будет угрожать крайне коварная по своим свойствам пыль. Инженеры считают, что хорошим способом борьбы с ним могут быть электродинамические пылезащитные экраны, которые можно сделать гибкими и компактными.
Пыль на Луне
В журнале Acta Astronautica появилась статья по авторству двух ученых из Технологического университета Джорджии, посвященная способам защиты от пыли на Луне. Для этого они предлагают использовать настоящие силовые экраны, очень похожие на те, которые описывают в научной фантастике.
Пыль на Луне действительно огромная проблема, ведь она совсем не похожа на ту, с которой мы имеем дело на Земле. Каждая частица имеет огромный статический заряд, который возникает в условиях трения при отсутствии атмосферы, и очень острые края. И все это способно взлетать и образовывать облако, которое будет держаться над поверхностью некоторое время.
А значит, эта пыль будет прилипать ко всем поверхностям, царапать их и набиваться внутрь любого механизма. А это означает возможность их серьезного повреждения. Именно поэтому инженеры ищут способ защитить от нее любую конструкцию или скафандр астронавта.
Электродинамические пылевые экраны
В принципе способ защититься от пыли есть: магнитное поле. Чтобы оттолкнуть заряженную частицу в вакууме, оно не должно быть слишком мощным. И устройства на его основе давно уже известны — электродинамические пылевые экраны (ЭПЭ). Теоретически их можно даже сделать компактными и гибкими, чтобы в случае необходимости облепить ими конструкцию любой формы и получить нечто похожее на силовое поле, которое в фантастике обволакивает космические корабли.
Проблема лишь в том, что ЭПЭ создают на основе медных проволок, а те очень отрицательно реагируют на многократное сгибание и разгибание. Проще говоря, ломаются. И именно этой проблеме посвящено новое исследование.
Ученые создали ЭПЭ на основе модифицированного оксида графена. Этот материал очень похож по своей электропроводности на медь, но значительно лучше выдерживает как динамические, так и статические изгибы. К тому же его создатели обращают внимание на то, что на Луне, кроме механических, будут еще и достаточно большие температурные деформации.
Результаты испытаний
Чтобы убедиться, что новые гибкие щиты, инженеры провели испытания в вакуумной камере Exolith Lab. В нее были помещены ЭПЭ двух конструкций: на основе полиамида меди и на основе оксида гафния. Там были созданы условия максимально приближенные к лунным — острая пыль оседала в вакууме под интенсивным ультрафиолетовым облучением, которое его заряжало.
Оба вида ЭПЭ продемонстрировали способность бороться с пылью. Медные удалили 90 % даже той, что уже осела на поверхности. Результат оксида гафния немного хуже — 60 %. Однако это все равно очень хорошо.
Однако оптимизму исследователей мешает тот факт, что абсолютного соответствия эксперимента лунным условиям достичь не удалось. Термические нагрузки никак не моделировались, а сходство пыли было не полным. Поэтому окончательно доказать эффективность системы удастся только в процессе настоящего полета.
По материалам phys.org
