В ближайшие годы НАСА вернется на Луну впервые со времен Аполлона. Проект «Артемида» не является операцией по оставлению «следов и флагов». Она призвана стать первым шагом в создании устойчивого присутствия человека на Луне. Естественно, это создает ряд проблем, не последнюю из которых играет лунный реголит (он же лунная пыль). По этой причине НАСА изучает стратегии снижения этой угрозы.
Как может засвидетельствовать Роберт А. Хайнлайн, Луна — суровая соседка! Она испытывает экстремальные колебания температуры поверхности: от -173°C до 117°C. Нет также атмосферы и защитного магнитного поля, что означает, что астронавты будут подвергаться интенсивному воздействию радиации — от 110 до 380 мЗв в год по сравнению со средним значением 2,4 мЗв на Земле.
Тем не менее, лунная пыль особенно неприятна из-за того, что она неправильной формы и острая как бритва. Эта пыль была сформирована миллионами лет с помощью метеоритов, которые расплавлял силикатный материал и создавали крошечные осколки стекла и минеральных фрагментов. Что еще хуже, она прилипает практически ко всему, к чему прикасается, включая скафандры (это заметили еще астронавты Аполлона).
Это связано не только с тем, что частицы пыли имеют зубчатые края, но и с электростатическим зарядом. На дневной стороне Луны ультрафиолетовое излучение Солнца приводит к потере электронов верхними слоями пыли, что дает ему чистый положительный заряд. Вокруг полюсов и темной стороны солнечная плазма заставляет реголит поглощать электроны, давая ему чистый отрицательный заряд.
В результате эта пыль не только представляет значительную угрозу для оборудования, имеющего движущиеся части (например, радиаторы), но также может создавать помехи электронике, накапливая электростатические заряды. Чтобы решить эту проблему, исследователи НАСА разработали усовершенствованное покрытие, которое можно использовать на всем, от МКС и космических кораблей до спутников и скафандров.
Покрытие было разработано технологами Годдарда Вивеком Двиведи и Марком Хасегавой в рамках программы НАСА «Динамический отклик окружающей среды на астероидах, Луне и Марсе» (DREAM2). Покрытие состоит из атомных слоев оксида титана, который наносится на сухие пигменты красок с использованием метода, известного как атомное слоевое напыление.
Первоначально это покрытие предназначалось для защиты космической электроники, когда она летит сквозь проводящие плазменные облака в магнитосфере Земли — также в результате солнечного ветра.
Чтобы проверить покрытие, Двиведи и его команда подготовили экспериментальный поддон, покрытый пластинами, которые в настоящее время подвергаются воздействию плазмы на борту Международной космической станции. В сочетании с тем, что мы знаем о лунной пыли, это покрытие может означать разницу между будущим успехом и провалом не только для Артемиды, но и для ее долгосрочных планов.
Как сказал Фаррелл :
«Мы провели ряд исследований по изучению лунной пыли. Ключевой находкой является сделать внешнюю оболочку скафандров и других систем человека проводящей или рассеивающей. У нас, по сути, есть строгие требования к проводимости космического корабля из-за плазмы. Те же идеи применимы к скафандрам. Будущая цель — технология производства проводящих материалов для скафандра, и в настоящее время она разрабатывается».
Заглядывая в будущее, Фаррелл, Двиведи и их коллеги планируют и дальше расширять свои возможности нанесения покрытий. Как только они будут завершены, следующим шагом будет испытание пигмента на скафандрах.
«Построение системы напыления атомного слоя большей площади для создания комплексов, которые могут покрывать большие поверхности, например поверхности роверов. Это может принести дальнейшую пользу технологиям для исследования Луны», — сказал Фаррелл. Это, безусловно, верно, учитывая желание НАСА работать с международными партнерами над созданием постоянного форпоста вокруг южной полярной области Луны.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение