01.09.2020
Мария Азарова

Физики придумали, как создать «пылесос» для Луны

4.5

Воздействие потоком электронов в вакуумной камере заставило лунную пыль (точнее, ее имитацию) отскакивать от различных поверхностей.

Лунная пыль
На этом фото, сделанном в 1972 году, видна лунная пыль, прилипшая к ботинкам астронавта Харрисона Джека Шмитта / © NASA

Мелкая пыль, образующаяся на поверхности спутника Земли в результате естественных процессов или деятельности человека, может запросто прилипать, например, к скафандрам космонавтов, солнечным батареям и различной технике. Эта проблема настолько беспокоит специалистов, что ее даже рассматривали как одно из технических препятствий для будущих исследований Луны. 

По рассказам астронавтов, эти мелкие, как порошок, частички, которые способны резать не хуже стекла, крайне сложно удалить и после интенсивной чистки: их липкости способствует электрический заряд. А у Харрисона Шмитта, побывавшего на Луне в составе миссии «Аполлон-17» в декабре 1972 года, даже началась аллергия — или, по его словам, «лунная сенная лихорадка». Внутри космического аппарата пыль пахла как жженый порох.

В последние годы ученые разрабатывали несколько технологий, которые в перспективе помогут бороться с пылью на спутнике нашей планеты. А ученые из Колорадского университета в Боулдере (США) представили новый метод, в основе которого лежит электронный луч, «удаляющий» пыль с поверхностей. Их работа опубликована в журнале Acta Astronautica.

Имитация лунной пыли под микроскопом / © Лаборатория IMPACT

“Недавние исследования электростатического подъема пыли показали, что излучение и поглощение вторичных электронов или фотоэлектронов внутри микрополостей, образующихся между частицами пыли, может вызывать накопление значительных отрицательных зарядов на окружающих частицах. Последующие силы отталкивания между этими частицами способны вызвать их высвобождение с поверхности. В своих экспериментах мы использовали мелкие частицы “имитатора Луны” диаметром менее 25 микрометров”, — пишут ученые. 

Вакуумная камера с “имитатором лунной пыли” / © Лаборатория IMPACT

Таким образом, новая технология способна превратить электрические заряды на частицах пыли в оружие против них. Если воздействовать на слой лунной пыли потоком электронов (электронные пучки), ее поверхность будет собирать дополнительные отрицательные заряды. А если добавить заряды в промежутки между частицами, они начнут сразу же отталкивать друг друга — как два одинаковых полюса магнита.

Отскакивающая от поверхности лунная пыль / © Лаборатория IMPACT

Свою идею физики решили проверить при помощи вакуумной камеры, в которую погрузили различные материалы, покрытые созданным в NASA «имитатором лунной пыли». Авторы разработки рассказали, что после наведения электронного луча на частицы пыль начала буквально отскакивать и подпрыгивать.

Что примечательно, это сработало с различными поверхностями, включая материал скафандров и стекло. Таким образом ученым удалось очистить покрытые пылью ткани и предметы в среднем на 75-85% примерно за 50-100 секунд (зависит от толщины слоя) при оптимизированных параметрах электронного пучка (порядка 230 эВ, минимальная плотность тока — от 1,5 до 3 мкА / см2).

Важно то, что новая технология может оказаться относительно дешевой и ее будет легко реализовать: например, представляют физики, однажды члены экипажа лунной миссии смогут просто оставить свои скафандры в специальной камере, а потоки электронов за небольшой промежуток времени очистят их от этих мелких частиц. Кроме того, в дальнейшем физики планируют сосредоточиться на удалении последнего, более глубокого слоя лунной пыли, а также протестировать альтернативный метод — с использованием ультрафиолетового излучения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:03
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

11 часов назад
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Вчера, 16:51
Мария Осетрова

Не претендуя на абсолютную точность, новая численная оценка открывает дополнительные возможности для экспериментальной проверки.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Позавчера, 11:03
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: