La NASA enviará astronautas a la Luna por primera vez desde la era Apolo.Esta vez, y como parte del programa Artemis, la NASA planea construir la infraestructura necesaria para una presencia humana continua en la Luna y eventualmente en Marte, incluido un campamento base y un orbitador Artemis.puerta de la luna.
Obtendrán equipo nuevo, como:Unidad de Movilidad Extravehicular de Exploración(xEMU) traje espacial y pájaro genialmódulo de aterrizaje lunar.Por supuesto, los astronautas de Artemisa tienen que lidiar con los mismos peligros que sus predecesores, al menos el polvo lunar (o la capa superior del suelo).Afortunadamente, la NASA está investigando posibles soluciones en forma de dispositivos portátiles electrónicos/ultravioleta (UV) que podrían mitigar este riesgo.
Dr. Ingeniero de Programas y Director de Proyectos en NASA/JPL. Inseob Hahn describe el dispositivo como un “plumero de luna” y dice: “Funciona como un rociador de polvo regular en su escritorio, pero sin aire”.La tecnología se convertirá en una característica habitual en futuras misiones lunares, lo que permitirá a los astronautas limpiarse después de realizar una actividad extravehicular (EVA) en la superficie.
problema pegajoso
Como aprendieron los astronautas del Apolo, la mayor parte de la superficie lunar está cubierta con una capa gruesa de polvo fino, que es esencialmente desechos lunares en polvo.Durante miles de millones de años, el sistema Tierra-Luna ha sido atacado por meteoritos, cometas y asteroides.La Tierra está protegida por una atmósfera espesa, por lo que la mayoría de estos objetos se queman (o pierden la mayor parte de su masa) durante su entrada, y la Luna no tiene tal protección.
Tampoco hay actividad atmosférica y geológica similar a la de la Tierra que borre la evidencia de estos efectos con el tiempo.Por esta razón, la superficie lunar siempre está perforada, llena de cráteres y cubierta con pequeños fragmentos de “polvo lunar”.Para empeorar las cosas, la ausencia de atmósfera y campo magnético significa que la superficie lunar está constantemente expuesta a partículas cargadas emitidas por el sol (viento solar).
Esto hace que las partículas finas de sílice se carguen electrostáticamente y se combinen con sus propiedades irregulares, lo que la hace particularmente pegajosa y abrasiva.Para los astronautas del Apolo, este polvo era un problema constante que se pegaba a los trajes espaciales, lentes ópticos, mantas térmicas y equipos.Dañó el traje espacial, aterrizó en el módulo de aterrizaje lunar y causó problemas técnicos e incluso problemas respiratorios a los propios astronautas.
También era muy resistente a los esfuerzos de limpieza, y los astronautas han informado que incluso un cepillado vigoroso no puede eliminarlo.Sin embargo, la NASA y otras agencias espaciales deben tomar medidas de mitigación para que las futuras misiones lunares tengan éxito.Esto es especialmente cierto ya que el Programa Artemis exige la creación de un “programa de exploración lunar sostenible”.
¿Solución electrostática?
Hasta la fecha, la NASA, la ESA y otras agencias espaciales y organizaciones de investigación han probado varios métodos (utilizando muestras de suelo del Apolo) para mitigar la capa superior del suelo lunar.Esto incluye esfuerzos recientes en nombre de la ESA para desarrollar nuevos materiales para trajes espaciales, que se han asociado con un desarrollador francés.comex,Instituto Alemán de Investigación Textil y Textil, YForo espacial austriaco.
Además, los ingenieros del Centro Espacial Goddard de la NASARespuesta dinámica del entorno de asteroides, lunas y satélites de MartePrograma (DREAM2): recientemente revelamos un nuevo tipo de recubrimiento para proteger el rover, el módulo de aterrizaje y otros vehículos del futuro.Este recubrimiento consiste en una capa atómica de óxido de titanio aplicada directamente al pigmento seco de la pintura utilizando una técnica avanzada conocida como deposición de capa atómica.
Sin embargo, estos métodos, como se esperaba, son costosos y requieren la integración de características de diseño complejas en cualquier hardware destinado a la superficie lunar en el futuro.Afortunadamente, un equipo de investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y la Universidad de Colorado en Boulder (UCB) está trabajando en la realización de un sistema autónomo portátil y sin contacto.
El dispositivo portátil se basa en un haz de electrones enfocado para neutralizar la carga electrostática de Legolis, lo que permite eliminarlo sin limitar los parámetros de su misión.La técnica se basa en los conocimientos adquiridos en investigaciones anteriores sobre el proceso natural de levantamiento de polvo electrostático que puede ocurrir en la superficie de objetos sin aire, incluidas lunas y asteroides.
polvo de “salto”
Su funcionamiento es simple pero elegante.Cuando se aplica un haz de electrones o un campo UV a la microcavidad (que se forma naturalmente en la pila de polvo), se forma una carga negativa significativa en la superficie de la partícula de polvo.Las fuerzas repulsivas entre estas partículas cargadas negativamente eventualmente alcanzan un punto que hace que reboten en la superficie a la que están adheridas.
Para probar su concepto, los investigadores de CU Boulder (dirigidos por Xu Wang) colocaron una réplica de la capa superior del suelo lunar fabricada por la NASA en una cámara de vacío.Luego, dirigieron el haz de electrones a varias superficies cubiertas con estas partículas, incluidas telas de trajes espaciales, vidrio y paneles solares.Los resultados de las pruebas hasta ahora han sido muy alentadores. En promedio, entre el 75 y el 85 % de las partículas de polvo “saltan” de la superficie, generalmente en solo unos minutos.
El equipo está desarrollando actualmente un banco de pruebas en NASA/JPL para evaluar cómo funciona la tecnología en el frío extremo de un entorno lunar.Además, el equipo de investigación está explorando varios métodos experimentales para aumentar la eficiencia de limpieza del haz de electrones. Cuanto más rápida sea la tasa de eliminación de polvo, más tiempo podrán dedicar los astronautas a realizar investigaciones importantes que solo se pueden realizar en la Luna.
Dada la rentabilidad que los dispositivos portátiles pueden tener sobre los revestimientos y materiales avanzados, no es difícil imaginar dispositivos electrónicos/UV portátiles integrados en los vehículos y hábitats del futuro.En particular, puede haber cunas de esclusas de aire donde se despliega un “esparcidor de puerta” para recargar entre usos.Cada vez que los miembros de la tripulación regresan de EVA, pueden pasar unos minutos “desempolvando” sus trajes y equipo antes de volver a poner un pie en su hábitat.
Esto no solo reduce en gran medida la posibilidad de que el polvo destruya la maquinaria y la electrónica.Los estudios han demostrado que la exposición a la capa superior del suelo puede causar problemas de salud respiratoria (comoBronquitis y cáncer de pulmón).Para ser honesto, ¡hay muchos riesgos para la salud de los astronautas sin tener que preocuparse por inhalar micropartículas minerales irregulares!
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