Клейкая и абразивная лунная пыль повреждает герметичность скафандров, приводит к неисправностям в оборудовании и попадает в дыхательные пути людей. Для её удаления можно использовать принцип, благодаря которому капли воды растекаются по поверхности горячей сковороды.
Лунная поверхность состоит из рыхлого реголита – мелкой пыли, представляющей большую опасность по сравнению с земной. Частицы этой пыли не подвергались воздействию ветра и воды, поэтому сохраняют острые края, что делает ее сильным абразивом. Кроме того, под влиянием солнечного ветра они приобретают небольшой электростатический заряд и прилипают к различным объектам.
Лунная пыль стала одной из наиболее значительных проблем для астронавтов, работавших на поверхности спутника. Она повреждала герметичные соединения скафандров и привела к выходу из строя некоторых из них. Пыль проникала и внутрь пилотируемых модулей, попадала в легкие, вызывая серьезные проблемы с дыханием. Не менее опасны ее заряженные частицы для электроники.
Попытки убрать пыль щеткой оказываются неэффективными, поскольку такой метод лишь уплотняет частицы в труднодоступных местах, таких как углы, складки и соединения. В связи с подготовкой NASA и его партнеров к новым пилотируемым миссиям на Луну, этот вопрос приобрел особую важность. Исследователи из Университета штата Вашингтон предложили решение, основанное на удалении пыли с помощью жидкого азота. Статья об этом опубликована в журнале Acta Astronautica.
Жидкий азот — криогенная жидкость, характеризующаяся крайне низкой температурой: при приблизительно минус 195 градусах Цельсия она начинает кипеть. Попав на более тёплую поверхность скафандра, жидкий азот немедленно закипает, формируя мелкие капли, которые «парят» над слоем собственного пара. Подобное явление можно наблюдать при попадании капель воды на раскаленную сковороду, оно называется эффектом Лейденфроста. Испаряясь, капли азота удаляют лунную пыль, обеспечивая тем самым очистку поверхности.
В лабораторных исследованиях с образцами ткани, применяемой в современных скафандрах, и симулятором лунной пыли, Якоб Личман показал эффективность жидкого азота. В вакуумных условиях, имитирующих лунную среду, он удалял более 98 процентов частиц пыли. При этом материал сохранял целостность после 75 циклов загрязнения и очистки.
Исследование, финансируемое NASA, имеет потенциал для использования в будущих пилотируемых миссиях к Луне. Тем не менее, перед этим авторы намерены более детально изучить взаимодействие жидкого азота с пылью и провести испытания не на макетах в уменьшенном масштабе, а с использованием полноразмерных скафандров и в условиях, максимально приближенных к лунным.