Одной из наиболее серьезных преград на пути к долгосрочному освоению спутника Земли остается лунный реголит. Из-за своей абразивной структуры и высокой адгезии мельчайшие частицы оседают на любых поверхностях — от фотоэлектрических панелей до скафандров и дыхательных путей астронавтов. В связи с этим поиск надежных и безопасных способов защиты оборудования в суровых лунных условиях становится приоритетной задачей для ученых.
Команда специалистов из Технологического института Джорджии представила инновационное решение: два типа гибких электродинамических экранов (Electrodynamic Dust Shields, EDS). Функционирование этих устройств основано на принципе «электрической завесы», где генерируемое переменное поле активно отталкивает как заряженные, так и нейтральные пылевые частицы от защищаемой поверхности.
В ходе испытаний рассматривались две технологические конфигурации. Экраны на основе медных электродов, отличающиеся доступностью и простотой формовки, продемонстрировали впечатляющую эффективность на изогнутых плоскостях, удаляя более 90% осевшего материала при напряжении свыше 3 кВ. Тем не менее, существенным недостатком меди оказалась ее уязвимость к механической усталости: многократные деформации приводят к появлению микротрещин, что ограничивает ресурс системы.
Более долговечной альтернативой стали электроды из химически модифицированного восстановленного оксида графена (CMrGO). Этот материал был специально адаптирован для работы в условиях экстремальных температурных колебаний и постоянных изгибов. Хотя при очистке уже запыленных поверхностей их эффективность составила около 60%, обе системы показали почти абсолютный результат при предотвращении налипания новых частиц в динамическом режиме, имитирующем движение пылевых облаков.
Тестирование проходило с применением имитатора реголита в вакуумных камерах под воздействием ультрафиолета, что воссоздавало специфическую среду Луны. Авторы работы подчеркивают, что лабораторный аналог не является точной копией оригинала: его частицы имеют менее острые края, а процесс фотоэлектрической зарядки лишь приближенно моделирует естественную ионизацию на поверхности спутника.
Практическое внедрение гибких EDS-систем позволит существенно продлить срок службы жилых модулей, луноходов и высокоточной оптики, предотвращая загрязнение датчиков и деградацию солнечных батарей. К слову, NASA уже приступило к полевым испытаниям подобных технологий в рамках миссии Firefly Blue Ghost для защиты радиаторов и прозрачных элементов конструкции непосредственно в лунных условиях.
Несмотря на то что технология находится на стадии активной доработки, стремительное развитие лунных программ ведущих космических держав делает внедрение таких защитных систем практически неизбежным. Эластичные щиты на базе меди и графена способны стать фундаментом для создания устойчивой инфраструктуры, обеспечивая чистоту и работоспособность техники в агрессивной внеземной среде.
Источник: iXBT
