Ciekły azot może chronić skafandry księżycowe przed pyłem księżycowym

Żadna lalka Barbie nie ucierpiała podczas tych eksperymentów.
zdjęcie: I. Wells i in., 2023

Irytujący pył księżycowy jest irytującą przeszkodą dla astronautów lądujących na Księżycu — przykleja się do prawie wszystkiego. Nowe badania z Washington State University mogły złamać kod chroniący skafandry kosmiczne przed kurzem, ponieważ ciekły azot pod ciśnieniem został użyty do dosłownie zdmuchnięcia kurzu z powierzchni.

Podczas testów zespół badawczy odkrył, że opryskiwacz wypełniony ciekłym azotem może usunąć średnio 98% kurzu przylegającego do tkaniny, gdy jest używany w próżni w celu symulacji śluzy powietrznej. Spray w minimalnym stopniu uszkodził skafandry kosmiczne noszone przez symulowanych astronautów – lalki Barbie w kombinezonach księżycowych – w wyniku leczenia. Badanie zostało opublikowane w zeszłym miesiącu w akt kosmiczny.

Jednocześnie zespół odkrył, że w sumie w 233 cyklach w 26 próbkach skafandra, aerozol ciekłego azotu nieznacznie pogorszył teksturę skafandra. Aby zasymulować pył księżycowy, naukowiec wykorzystał popiół wulkaniczny z Mount St. Helens, a także materiały z Offplanet Research i Exolith Labs.

W swoich badaniach naukowcy napisali, że pył księżycowy jest „szkodliwy dla zdrowia ludzkiego i sprzętu, co sprawia, że ​​łagodzenie skutków ma ogromne znaczenie dla misji księżycowych”. „Kriogeniczny ciekły aerozol to niedawno opracowana koncepcja, która jest prosta i odpowiednia do redukcji pyłu w środowisku księżycowym”.

Mgła ciekłego azotu może oczyścić uporczywy pył księżycowy

Astronauci podczas misji Apollo na Księżyc używali pędzla, aby usunąć pył księżycowy ze swoich skafandrów, ale ta metoda uszkodziła tkaninę z powodu ciągłego tarcia i ostrego pyłu księżycowego.

„Księżycowy pył jest naładowany elektrostatycznie, jest ścierny i dostaje się wszędzie, co sprawia, że ​​bardzo trudno jest pracować z tym materiałem” – powiedział Ian Wells z Washington State University. komunikat prasowy. Wells jest pierwszym autorem artykułu i studentem College of Mechanical and Materials Engineering na Washington State University. „Otrzymujesz minimalną cienką warstwę kurzu, która po prostu pokrywa wszystko”.

Rozpylanie ciekłego azotu ignoruje użycie korozji fizycznej na rzecz efektu Leidenfrosta, powszechnie obserwowanego, gdy kropla zimnej wody tańczy nad gorącą patelnią, ponieważ jest ona odizolowana od gorącej powierzchni warstwą pary pod spodem. Opryskiwanie działa w podobny sposób, mówią Wells i jego współpracownicy; Perełki zimnego ciekłego azotu na cieplejszym skafandrze otaczają cząsteczki kurzu, zanim wypłyną na powierzchnię tkaniny.

Lalka Barbie pozuje do księżycowego astronauty i jest pokryta symulowanym pyłem księżycowym przed czyszczeniem (po lewej), lalka po jej ruchach omiatających sprayem (w środku) i po zabiegu punktowym (po prawej).

Lalka Barbie pozuje do księżycowego astronauty i jest pokryta symulowanym pyłem księżycowym przed czyszczeniem (po lewej), lalka po jej ruchach omiatających sprayem (w środku) i po zabiegu punktowym (po prawej).
zdjęcie: I. Wells i in., 2023.

TNaukowcy wyczyścili skafandry zamaszystymi ruchami, używając rozpylacza ciekłego azotu (patrz zdjęcie pośrodku powyżej)., co było skutecznym sposobem usuwania symulowanego pyłu. APo czyszczeniu punktowymAle, the Garnitury wyglądały na nieco brudniejsze (patrz prawy obrazek powyżej), więc wSkontaktowałem się z Wellsem w celu wyjaśnienia. On on to powiedziałMożliwe, że niektóre cząsteczki zostały pomyślnie usunięte ze skafandra, podczas gdy inne pozostały, przez co skafander wyglądał na bardziej brudny. Wells zasugerował również, że punktowa obróbka skafandra może wzniecić kurz, który opadł po pierwszym zamiataniu.

Pył księżycowy jest bardzo delikatnym materiałem, ale jest też niewiarygodnie ostry – w rzeczywistości może powodować małe rozdarcia skafandrów kosmicznych i butów, a nawet powodować problemy zdrowotne. — zauważył Harrison Schmidt, astronauta Apollo 17 „Księżycowy katar sienny” Pył księżycowy przykleja się do płuc i powoduje stany zapalne i przekrwienie. Cząsteczki pyłu mogą krążyć w siedliskach i modułach skafandrów kosmicznych, a ponieważ grawitacja Księżyca jest znacznie mniejsza niż ziemska, cząsteczki te będą krążyć znacznie dłużej tylko po to, by zostać wdychanym przez niczego niepodejrzewającego astronautę. Dlatego tak ważne jest skuteczne czyszczenie skafandra.

„[Lunar dust] „Stwarzało to wiele problemów, które dotknęły misje, a także astronautów po powrocie do domu” – powiedział Wells w komunikacie prasowym.

Najwyraźniej naukowcy nie wiedzą, jak ten spray zadziałałby w lądowniku księżycowym zaparkowanym na Księżycu, gdzie grawitacja wynosi około 16,6% ziemskiej. Ponadto ta technologia czyszczenia wymagałaby opryskiwaczy i kadzi przeznaczonych do lotów kosmicznych, a misje musiałyby obejmować dodatkowe ładunki ciekłego azotu. Biorąc to wszystko pod uwagę, pozytywy wydają się przeważać nad negatywami, co sprawia, że ​​technologia czyszczenia ciekłym azotem jest opłacalną inwestycją w przyszłe misje na Księżyc.

NASA wysyła więcej astronautów na Księżyc W ramach programu Artemis, z dwoma członkami załogi Lądowanie na księżycowym biegunie południowym Nie wcześniej niż w 2025 r. Ponieważ program Artemis zapoczątkowuje nową erę eksploracji Księżyca – kiedy ludzie spędzają na powierzchni więcej czasu niż kiedykolwiek wcześniej – skuteczny sposób czyszczenia skafandrów kosmicznych to jeden szczegół, który agencje muszą wziąć pod uwagę, aby promować płynne przyczółki ludzkości na Księżycu.

Ten post został zaktualizowany, aby zawierał wyjaśnienie Wellsa, dlaczego czyszczenie punktowe wydaje się mniej higieniczne niż czyszczenie ogólne.

więcej: Potrzebujemy standardowego czasu księżycowego

READ  SpaceX przygotowuje się do trzeciego lotu statku kosmicznego (zdjęcia)

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *