Физики придумали, как создать «пылесос» для Луны — Naked Science
7 минут
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.
16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

Вчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

2 часа назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 13:15 (мск), NASA начнет трансляцию исторического события: первого полета вертолета Ingenuity, доставленного на Марс вместе с планетоходом Perseverance. Посмотреть трансляцию можно на нашем сайте.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Вчера, 11:45
37 минут
Александр Березин

Витамины и минералы считают «хорошими» пищевыми добавками, а нитраты и нитриты натрия вместе с тартразином – «плохими». На самом деле, первые далеко не так полезны, а вторые не столь сильно вредны, как кажется. Наиболее же опасными из пищевых добавок следует считать так называемые непрямые. Рассмотрим подробнее: чего лучше избегать, а на что не стоит обращать особого внимания.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: