„Es ist wirklich ärgerlich“, sagte Xu Wang, Forscher am Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik
Deshalb entwickelten er und seine Kollegen eine möglicheDie Lösung verwendet einen Elektronenstrahl, ein Gerät, das einen konzentrierten (und sicheren) Strom negativ geladener Teilchen mit niedriger Energie freisetzt. In einer neuen Studie richtete das Team ein solches Werkzeug auf eine Reihe schmutziger Oberflächen in der Vakuumkammer. Und sie fanden heraus, dass der Staub einfach wegflog.
Die Forscher haben noch einen langen Weg vor sichbevor echte Astronauten diese Technologie für die tägliche Reinigung nutzen können. Laut dem Hauptautor der Studie, Benjamin Farr, deuten frühe Ergebnisse der Studie darauf hin, dass Elektronenstrahl-Staubsammler in nicht allzu ferner Zukunft ein wesentlicher Bestandteil der Mondbasen werden könnten.
Einige der Astronautik-Pioniere beschwerten sich darüberMondstaub, der oft Reinigungsversuchen widersteht. Harrison "Jack" Schmitt, der 1972 mit Apollo 17 den Mond besuchte, war allergisch gegen das Material und sagte, es rieche nach "verbrauchtem Schießpulver".
Wang erklärte, dass das Problem mit Mondstaub istdass es nicht wie das ist, das sich in den Bücherregalen auf der Erde ansammelt. Mondstaub wird ständig mit Sonnenstrahlung geflutet, wodurch das Material elektrisch aufgeladen wird. Diese Ladung wiederum macht den Staub noch klebriger.
"Mondstaub ist sehr rau und abrasiv, wie Glassplitter", sagte Wang.
Dann stellte sich vor seiner Gruppe die Frage: Wie kann man diese klebrige Substanz von der Natur trennen?
Bild eines Mond-„Staubsimulators“; unter einem Mikroskop, um Mondstaub zu simulieren. Bildnachweis: IMPACT Lab.
Elektronenstrahlen sind zu einer vielversprechenden Lösung gewordenfür Wissenschaftler. Nach einer Theorie, die aus jüngsten wissenschaftlichen Studien entwickelt wurde, wie Staub auf natürliche Weise an die Oberfläche des Mondes steigt, könnte ein solches Gerät die elektrischen Ladungen der Staubpartikel in eine Waffe gegen sie verwandeln. Wenn Sie mit einem Elektronenstrom auf eine Staubschicht treffen, sammelt diese staubige Oberfläche zusätzliche negative Ladungen. Fügen Sie genügend Ladungen in die Lücken zwischen den Partikeln ein und sie können sich gegenseitig abstoßen - genau wie Magnete, wenn die falschen Enden zusammengedrückt werden.
"Die Ladungen werden so groß, dass sie voneinander abprallen und dann Staub von der Oberfläche explodiert", sagte Wang.
Um diese Idee zu testen, luden er und seine Kollegen verschiedene Materialien in eine Vakuumkammer, die mit einem von der NASA hergestellten "simulierten Mond" beschichtet war, der Mondstaub ähnelt.
Und in der Tat nach dem Zeigen der ElektronikDer Strahl zerfiel in diese Partikel, normalerweise in nur wenigen Minuten. Dieser Trick funktionierte auf einer Vielzahl von Oberflächen, einschließlich Raumanzuggewebe und Glas. Laut Wissenschaftlern zielt diese neue Technologie darauf ab, die kleinsten Staubpartikel zu reinigen, die mit Bürsten schwer zu entfernen sind. Die Methode war in der Lage, staubige Oberflächen zu durchschnittlich 75-85% zu reinigen.
Vakuumkammer auf dem CU Boulder Campus. Bildnachweis: IMPACT Laboratory.
"Es hat ziemlich gut funktioniert, aber nicht gut genug, um fertig zu werden", sagte Farr.
Derzeit experimentieren Forscher mit neuen Möglichkeiten, um die Reinigungsleistung ihres Elektronenstrahls zu erhöhen.
Aber Studienmitautor Mihai Horanyi, ProfessorLaut LASP und dem CU Boulder Department of Physics hat die Technologie ein echtes Potenzial. Die NASA hat mit anderen Strategien zur Entfernung von Mondstaub experimentiert, beispielsweise mit der Einbettung eines Elektrodennetzwerks in Raumanzüge. Ein Elektronenstrahl kann jedoch viel billiger und einfacher einzusetzen sein.
Horanyi stellt sich vor, dass eines Tages die MondastronautenSie können ihre Anzüge einfach in einem speziellen Raum oder sogar außerhalb ihres Lebensraums hängen lassen und sie nach einem langen Tag aufräumen. Die Elektronen erledigen den Rest.
„Um Feinstaub zu entfernen, kann man einfach mit einem Elektronenstrahl in die Dusche gehen“, schloss er.
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