Nākamajos gados NASA pirmo reizi kopš Apollo laikmeta atgriežas uz Mēness. Projekts Artemis ir paredzēts nevis kā “pēdu un karodziņu” operācija, bet gan kā pirmais solis, lai izveidotu ilgtspējīgu cilvēku klātbūtni uz Mēness. Protams, tas rada virkni izaicinājumu, no kuriem vismaz viens ir saistīts ar Mēness regolītu (aka. Moondust). Šī iemesla dēļ NASA pēta šo draudu mazināšanas stratēģijas.
Kā Roberts A. Heinleins var apliecināt, Mēness ir barga saimniece! Tas piedzīvo ārkārtējus virsmas temperatūras diapazonus, sākot no augstākajiem 117 ° C (242 ° F) līdz zemākajiem -173 ° C (-279 ° F). Nav arī atmosfēras un aizsargājoša magnētiskā lauka, par ko runāt, un tas nozīmē, ka astronauti uz Mēness tiks pakļauti intensīvam starojuma daudzumam - no 110 līdz 380 mSv gadā, salīdzinot ar vidēji 2,4 mSv uz Zemes.
Tomēr mēness ir īpaši satraucošs, jo tas ir neregulāras formas un asas. Šos putekļus veidoja miljoniem gadu ilga meteorīta ietekme, kas izkausēja silikāta materiālu un radīja sīkas stikla un minerālu fragmentu šķembas. Lai padarītu situāciju vēl sliktāku, tas ievēro gandrīz visu, kam pieskaras, ieskaitot kosmosa tērpus (kā to noteikti pamanīja Apollo astronauti).
Tas ir saistīts ne tikai ar faktu, ka putekļu daļiņām ir robainas malas, bet arī to elektrostatiskās lādiņa dēļ. Mēness diennakts ultravioletais starojums no Saules izraisa elektronu zaudēšanu augšējos putekļu slāņos, piešķirot tam tīro pozitīvo lādiņu. Ap poliem un tumšo pusi saules plazma liek regolītam uzņemt elektronus, piešķirot tam tīro negatīvo lādiņu.
Tā rezultātā šie putekļi ne tikai rada nopietnus draudus mašīnām, kurām ir kustīgas daļas (piemēram, radiatori), bet arī var traucēt elektroniku, veidojot elektrostatiskos lādiņus. Lai to risinātu, NASA pētnieki ir izstrādājuši modernu pārklājumu, ko varētu izmantot visam, sākot no ISS un kosmosa kuģiem un beidzot ar satelītiem un kosmosa kosmētiku.
Pārklājumu izstrādāja Goddard tehnologi Vivek Dwivedi un Marks Hasegawa kā daļa no NASA programmas Dynamic Response of Environment at Asteroids, Moon and Moons of Mars (DREAM2) programmas. Pārklājums sastāv no titāna oksīda atomu slāņiem, kas tiek uzklāti uz sausiem krāsu pigmentiem, izmantojot metodi, kas pazīstama kā progresīvā tehnoloģija, ko sauc par atomu slāņa nogulsnēšanu.
Šis process, ko regulāri izmanto rūpnieciskiem mērķiem, ietver substrāta (šajā gadījumā titāna oksīda) ievietošanu reaktora kamerā un dažādu veidu gāzu pulsāciju, lai izveidotu slāņus, kas nav biezāki par vienu atomu. Sākotnēji šis pārklājums bija paredzēts, lai aizsargātu kosmosa kuģu elektroniku, jo tie lido caur vadošiem plazmas mākoņiem Zemes magnetosfērā - tas ir arī saules vēja rezultāts.
Pārklājuma pārbaudei Dveivedi un viņa komanda ir sagatavojuši eksperimenta paliktni, kas pārklāts ar pārklātām vafelēm, kuras pašlaik tiek pakļautas plazmai uz Starptautiskās kosmosa stacijas. Apvienojumā ar to, ko mēs zinām par Mēness putekļiem, šis pārklājums varētu nozīmēt atšķirību starp panākumiem nākotnē un neveiksmēm ne tikai ar Artemis, bet arī ar tā ilgtermiņa plāniem. Kā Farrell teica:
“Mēs esam veikuši vairākus pētījumus, kuros izmeklēti Mēness putekļi. Galvenais atradums ir padarīt kosmosa kostīmu un citu cilvēku sistēmu ārējo ādu vadītspējīgu vai izkliedējošu. Mums faktiski plazmas dēļ kosmosa kuģiem ir noteiktas stingras vadītspējas prasības. Tās pašas idejas attiecas arī uz kosmosa kostīmiem. Nākotnes mērķis ir vadošo ādas materiālu ražošanas tehnoloģija, un to šobrīd izstrādā. ”
Raugoties nākotnē, Farrell, Dwivedi un viņu kolēģi plāno vēl vairāk uzlabot savas atomu slāņu nogulsnēšanās iespējas. Lai palielinātu lādiņus mazinošā pigmenta iznākumu, ko viņi plāno uzbūvēt, būs nepieciešams lielāks reaktors. Kad tas būs pabeigts, nākamais solis būs pigmenta pārbaude kosmosa kostīmos.
"Liela apjoma atomu slāņu nogulsnēšanas sistēmas izveidošana, lai izveidotu testēšanas komplektus, kas testē lielus virsmas laukumus, piemēram, rovera virsmas, var dot papildu labumu Mēness izpētes tehnoloģijām," sacīja Farrell. Tas noteikti ir taisnība, ņemot vērā NASA vēlmi sadarboties ar starptautiskajiem partneriem, lai izveidotu pastāvīgu priekšposteni ap Mēness dienvidu polāro reģionu.
