Физики придумали, как создать «пылесос» для Луны — Naked Science
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.
}, }, }); } if (api.isReady) return addWidget(); api.init({ token: token, url: url, }) .then(addWidget); }); if (!d.querySelector('.relap-runtime-iframe')) { var f = d.createElement('iframe'); f.className = 'relap-runtime-iframe'; f.style = 'position:absolute;top:-9999px;left:-9999px;visibility:hidden;'; f.srcdoc = '
Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: