Сотрудничество всегда было отличительной чертой космических исследований. Эксперты в разных областях объединяются для достижения общей цели, и зачастую им это удаётся. Одной из текущих целей освоения космоса является долгосрочное заселение Луны, и для достижения этой цели инженерам и астронавтам придётся решить одну из самых сложных проблем на этом неземном теле — проблему пыли.
Лунная пыль гораздо труднее поддаётся контролю, чем земная, поскольку она острая, заряженная и прилипает ко всему, включая биологические ткани, такие как лёгкие, и даже относительно гладкие поверхности, например стекло. Несколько исследовательских групп работают над методами снижения воздействия лунной пыли, но новая группа учёных из Университета Центральной Флориды разрабатывает покрытие, тестирует его и моделирует всё в рамках одного проекта, надеясь, что однажды их решение облегчит астронавтам исследование нашего ближайшего соседа.
В проекте участвуют четыре разные группы Университета Центральной Флориды, каждая со своей специализацией. Сам проект сосредоточен на разработке способа пассивного снижения воздействия лунной пыли. Их решение представляет собой покрытие, которое можно наносить на такие поверхности, как датчики или механизмы, чтобы пыль либо не прилипала к ним, либо, если прилипла, её можно было легко удалить, обдув воздухом или слегка встряхнув, не повреждая при этом саму поверхность.
Разработка покрытия имеет решающее значение для проекта, и за это отвечает доктор Лэй Чжай из Центра нанонаучных технологий Университета Центральной Флориды. Задача покрытия — защищать поверхность, на которую оно нанесено, а также отталкивать любую окружающую пыль. Отталкивание пыли означает как электростатическое, так и физическое воздействие, но оно также может использовать ресурсы, доступные на Луне и отсутствующие на Земле, такие как солнечный ветер или высокий уровень радиации.
Поскольку радиация является ключевым компонентом любой космической технологии, тестирование покрытия в условиях радиации является важной частью проекта. Для этого команда будет использовать вакуумную камеру с подключёнными к ней источниками радиации, которыми управляет доктор Адриенн Дов, заведующая кафедрой физики Университета Центральной Флориды и эксперт в области физики лунной пыли. В камере покрытие будет подвергаться воздействию радиации и моделируемой лунной пыли, чтобы проверить, как оно справляется с условиями окружающей среды, максимально приближенными к лунным на поверхности Земли.
Как до, так и после испытаний покрытие будет исследоваться с помощью атомно-силового микроскопа (AFM), которым управляет группа доктора Лорена Тетарда. АСМ способны анализировать наномасштабные изменения на поверхностях и могут быть очень эффективными для картирования любых повреждений покрытия или отдельных частиц пыли, которые могут к нему прилипнуть. Любые различия, которые проявятся на изображениях до и после, могут привести к улучшению физики покрытия, что может создать virtuous circle (порочный круг) тестирования и улучшений.
Это также может привести к более совершенному моделированию, за которое отвечает четвёртая группа проекта. Доктор Тарек Эльгохари, профессор машиностроения, отвечает за разработку симуляции, имитирующей взаимодействие покрытия с частицами пыли, чтобы в конечном итоге команда проекта могла проводить симуляции для проверки того, как различные конфигурации поверхностей покрытия могут повлиять на это взаимодействие. Такие симуляции также могут предсказывать режимы отказа и помогать остальной команде планировать меры по их предотвращению или тестированию.
Битва инженеров с лунной пылью только начинается, но она усилится по мере того, как люди будут приближаться к возвращению на Луну.
Предоставлено Universe Today