Вчені створюють електростатичне середовище, яке імітує поверхню Місяця

У всьому світі проводяться безперервні дослідження щодо використання Місяця як передової бази для дослідження глибокого космосу, і Корея не є винятком у цих зусиллях. Корейський інститут цивільної інженерії та будівельних технологій (KICT) успішно реалізував електростатичне середовище, яке імітує умови поверхні Місяця не в космосі, а на Землі. Дослідники також оцінили його дію та ефективність.

Серед найсерйозніших загроз під час виконання місячних місій є поверхневе середовище Місяця, яке має електростатичний заряд. Через свою надзвичайно тонку атмосферу Місяць безпосередньо піддається впливу ультрафіолетових променів Сонця, рентгенівського випромінювання, сонячного вітру, земної плазми тощо. Таким чином, хмари пилу на Місяці виявляють сильну статичну електрику. Електростатичне середовище Місяця позитивно заряджене вдень і негативно заряджене вночі.

Зважаючи на те, що Місяць майже не має атмосфери, пил можна легко здути навіть невеликими ударами завдяки мінімальному опору повітря. Електростатично заряджені частинки реголіту можуть серйозно пошкодити прилади для дослідження космосу, якщо вони застрягнуть на них.

Наприклад, застрягши на фотоелектричних елементах, ці частинки погіршують ефективність виробництва електроенергії. У пілотованих місіях вони можуть пошкодити скафандри, які захищають астронавтів, або проникнути в дихальну систему, що призведе до небезпечних для життя наслідків.

Дослідницька група KICT на чолі з доктором Шін Хюсоном (разом зі старшим науковим співробітником Чунг Тейлем і доктором Паком Сеунгсу) розробила камеру, призначену для імітації умов електричного заряду. Мета полягає в тому, щоб створити електростатичне середовище, яке нагадує поверхню Місяця.

Камера, розроблена KICT, містить ультрафіолетові лампи, електронні промені та генератори плазми для позитивного чи негативного заряджання поверхонь досліджуваних об’єктів. У майбутньому це обладнання можна використовувати для електростатичного заряджання копії місячного ґрунту за допомогою ультрафіолетового випромінювання та електронних променів. Це допоможе визначити, скільки матеріалу прилипає до роверів, і передбачити можливі проблеми.

Ця технологія виходить за рамки простого проведення електростатичного заряду, щоб імітувати електрично заряджене середовище Місяця за різних умов, таких як денне чи нічне середовище під впливом земної плазми.

Найбільшим досягненням цієї дослідницької роботи є здатність розробленого обладнання кількісно та незалежно вимірювати кількість генерованого фотоелектричного струму, який має найбільш значний вплив на заряд місячного пилу протягом місячного дня. Похибка між експериментальним вимірюванням, отриманим у цьому дослідженні, та відповідним теоретичним значенням була в межах приблизно 5%, що демонструє надійність розробленої технології.

Таким чином, спроби KICT були успішними не тільки у відтворенні місячного середовища, де ґрунтовий пил залишається електростатично зарядженим, але й у розробці технології оцінки для цього. Ця дослідницька робота заклала основу для оснащення великомасштабної брудної термовакуумної камери (DTVC) розробленим обладнанням для створення електростатично зарядженого середовища та подальшої оцінки його продуктивності.

Доктор Шін Хюсон, який очолював цей проєкт, сказав: «Наше дослідження демонструє можливість ефективної інтеграції повнорозмірного DTVC, розробленого Кореєю вперше у світі, з технологією заряджання місячного пилу. Це рішення слугуватиме випробувальний стенд для серії технологій для впровадження використання ресурсів на місці (ISRU) на Місяці в майбутньому, розглядаючи та реагуючи на ряд потенційних технологічних проблем, спричинених електрично зарядженим місячним пилом».