"ฝักบัว" และ "เครื่องดูดฝุ่น" แบบอิเล็กทรอนิกส์ นักวิทยาศาสตร์ได้คิดหาวิธีจัดการกับฝุ่นบนดวงจันทร์

“มันน่ารำคาญจริงๆ” ซู หวาง นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ กล่าว

(LASP) ที่ CU Boulder “ฝุ่นดวงจันทร์เกาะติดทุกพื้นผิว เช่น ชุดอวกาศ แผงโซลาร์เซลล์ หมวกกันน็อค และอาจสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ได้”

ดังนั้นเขาและเพื่อนร่วมงานจึงพัฒนาสิ่งที่เป็นไปได้วิธีแก้ปัญหาคือสิ่งที่ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยกระแสอนุภาคที่มีประจุลบพลังงานต่ำที่เข้มข้น (และปลอดภัย) ในการศึกษาครั้งใหม่ทีมงานได้เล็งเครื่องมือดังกล่าวไปที่พื้นผิวสกปรกต่างๆภายในห้องสุญญากาศ และพวกเขาพบว่าฝุ่นเพิ่งลอยหายไป

นักวิจัยยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่นักบินอวกาศจะใช้เทคโนโลยีนี้ในการทำความสะอาดในชีวิตประจำวัน เบนจามินฟาร์ผู้เขียนนำของการศึกษาผลการศึกษาเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าเครื่องดักจับฝุ่นแบบลำแสงอิเล็กตรอนอาจกลายเป็นส่วนสำคัญของฐานดวงจันทร์ในอนาคตอันไม่ไกล

ผู้บุกเบิกด้านอวกาศบางคนบ่นเกี่ยวกับฝุ่นดวงจันทร์ซึ่งมักต่อต้านความพยายามในการทำความสะอาด แฮร์ริสัน "แจ็ค" ชมิตต์ซึ่งไปชมดวงจันทร์พร้อมกับอพอลโล 17 ในปี 2515 แพ้วัสดุและบอกว่ามีกลิ่นเหมือน "ดินปืนเสีย"

วังอธิบายว่าปัญหาของฝุ่นดวงจันทร์คือมันไม่เหมือนที่สะสมบนชั้นหนังสือบนโลก ฝุ่นดวงจันทร์ถูกรังสีจากดวงอาทิตย์ท่วมอยู่ตลอดเวลาซึ่งทำให้วัสดุมีประจุไฟฟ้า ในทางกลับกันประจุนี้ทำให้ฝุ่นเหนียวมากยิ่งขึ้น

“ ฝุ่นดวงจันทร์ไม่สม่ำเสมอและมีฤทธิ์กัดกร่อนเหมือนเศษแก้ว” วังกล่าว

จากนั้นคำถามก็เกิดขึ้นต่อหน้ากลุ่มของเขา: จะแยกสารเหนียวนี้ออกจากธรรมชาติได้อย่างไร?

รูปภาพของ «เครื่องจำลองฝุ่น» บนดวงจันทร์ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์จำลองฝุ่นบนดวงจันทร์ เครดิต: อิมแพ็คแล็บ

ลำแสงอิเล็กตรอนกลายเป็นทางออกที่ดีสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ตามทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นจากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าฝุ่นขึ้นสู่พื้นผิวของดวงจันทร์ได้อย่างไรอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเปลี่ยนประจุไฟฟ้าบนอนุภาคฝุ่นให้เป็นอาวุธต่อต้านพวกมันได้ หากคุณโดนชั้นของฝุ่นด้วยกระแสอิเล็กตรอนวังกล่าวว่าพื้นผิวที่เต็มไปด้วยฝุ่นจะเก็บประจุลบเพิ่มเติม ใส่ประจุเข้าไปในช่องว่างระหว่างอนุภาคมากพอและพวกมันสามารถเริ่มขับไล่กันและกันได้เช่นเดียวกับแม่เหล็กเมื่อปลายด้านผิดถูกบีบเข้าหากัน

“ ประจุไฟฟ้ามีขนาดใหญ่มากจนกระเด็นออกจากกันและจากนั้นฝุ่นก็ระเบิดจากพื้นผิว” วังกล่าว

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้เขาและเพื่อนร่วมงานได้บรรจุวัสดุต่างๆลงในห้องสุญญากาศซึ่งเคลือบด้วย "ดวงจันทร์จำลอง" ที่ผลิตโดยองค์การ NASA ซึ่งมีลักษณะคล้ายฝุ่นดวงจันทร์

และหลังจากชี้ทางอิเล็กทรอนิกส์ลำแสงสลายเป็นอนุภาคเหล่านี้โดยปกติจะใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที เคล็ดลับนี้ใช้ได้กับพื้นผิวที่หลากหลายรวมถึงผ้าสำหรับอวกาศและแก้ว ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเทคโนโลยีใหม่นี้มุ่งเป้าไปที่การทำความสะอาดฝุ่นละอองที่เล็กที่สุดซึ่งยากต่อการกำจัดด้วยแปรง วิธีนี้สามารถทำความสะอาดพื้นผิวที่มีฝุ่นได้โดยเฉลี่ย 75-85%

ห้องสุญญากาศที่วิทยาเขต CU Boulder เครดิต: ห้องปฏิบัติการอิมแพ็ค

“ มันทำงานได้ดี แต่ไม่ดีพอที่เราจะทำเสร็จ” ฟาร์กล่าว

ขณะนี้นักวิจัยกำลังทดลองวิธีใหม่ ๆ ในการเพิ่มพลังการทำความสะอาดของลำแสงอิเล็กตรอน

แต่ศึกษาผู้เขียนร่วม Mihai Horanyi ศาสตราจารย์LASP และ CU Boulder Department of Physics กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่แท้จริง NASA ได้ทดลองใช้กลยุทธ์อื่น ๆ ในการกำจัดฝุ่นบนดวงจันทร์เช่นการฝังเครือข่ายอิเล็กโทรดลงในชุดอวกาศ อย่างไรก็ตามลำแสงอิเล็กตรอนอาจมีราคาถูกกว่ามากและง่ายต่อการปรับใช้

Horanyi จินตนาการว่าวันหนึ่งนักบินอวกาศบนดวงจันทร์สามารถทิ้งชุดของพวกเขาไว้ในห้องเฉพาะหรือแม้กระทั่งนอกที่อยู่อาศัยและทำความสะอาดหลังจากวันที่ยาวนาน อิเล็กตรอนจะทำส่วนที่เหลือ

“ ในการกำจัดฝุ่นละเอียดคุณสามารถเข้าไปในห้องอาบน้ำด้วยลำแสงอิเล็กตรอนได้” เขากล่าวสรุป

อ่านยัง

รัศมีแอนโดรเมดากำลังเข้าใกล้ดาราจักรของเรา เราบอกคุณว่าเหตุใดจึงสำคัญ

อาการของ coronavirus ในเด็ก สิ่งที่คุณควรใส่ใจกับ

ปรากฎว่าทำให้อารยธรรมมายาออกจากเมืองของพวกเขา