Под воздействием потока электронов, в условиях вакуума, лунная пыль (или ее аналог) начала отталкиваться от разных поверхностей.
Пыль, образующаяся на поверхности Земли и ее спутников в результате природных явлений или человеческой деятельности, легко оседает на скафандрах космонавтов, солнечных батареях и различной технике. Специалисты считают эту проблему весьма серьезной, и она даже рассматривается как одно из технических ограничений для будущих лунных миссий.
По словам астронавтов, эти микроскопические частицы, напоминающие порошок и обладающие способностью резать, как стекло, очень трудно удалить, даже после тщательной очистки, поскольку их прилипание усиливается электрическим зарядом. У Харрисона Шмитта, участника миссии «Аполлон-17» на Луне в декабре 1972 года, даже развилась аллергическая реакция, которую он описывал как «лунную сенную лихорадку». Внутри космического корабля лунная пыль имела запах, похожий на запах жженого пороха.
В последние годы ученые активно разрабатывают различные технологии, которые в будущем могут помочь в борьбе с пылью на спутниках Земли. В частности, исследователи из Колорадского университета в Боулдере (США) предложили новый подход, основанный на использовании электронного луча для удаления пыли с поверхностей. Их работа опубликована в журнале Acta Astronautica.
«Новейшие исследования электростатического подъема пыли выявили, что излучение и поглощение вторичных электронов или фотоэлектронов внутри микрополостей, возникающих между частицами пыли, может приводить к существенному накоплению отрицательного заряда на соседних частицах. Возникающие силы отталкивания между этими заряженными частицами способны вызвать их отделение от поверхности. В ходе экспериментов ученые применяли частицы «имитатора Луны» малого размера, диаметр которых не превышает 25 микрометров.
Благодаря новой технологии, электрические заряды на частицах пыли можно использовать в качестве оружия против них. Воздействие на слой лунной пыли с помощью потока электронов приведет к тому, что ее поверхность будет накапливать дополнительные отрицательные заряды. Добавление зарядов в промежутки между частицами вызовет их взаимное отталкивание, подобно отталкиванию одноименных полюсов магнита.
Для проверки предложенной физической концепции использовали вакуумную камеру, поместили внутрь образцы материалов, покрытых «имитатором лунной пыли», разработанным NASA. По словам авторов, при воздействии электронного луча на частицы пыли, они начали отскакивать и подпрыгивать.
Особенность метода заключается в его эффективности на разных материалах, включая ткани скафандров и стекло. Благодаря этому ученые смогли удалить пыль с загрязненных тканей и предметов в среднем на 75-85% примерно за 50-100 секунд (время зависит от толщины пылевого слоя) при использовании оптимальных параметров электронного пучка (энергия около 230 эВ, минимальная плотность тока — от 1,5 до 3 мкА/см 2).
Новая технология имеет потенциал быть доступной и простой в применении. Так, по мнению физиков, в будущем члены экипажа лунной миссии смогут помещать свои скафандры в специальную камеру, где потоки электронов быстро удалят с них мелкие частицы. В дальнейшем физики намерены разработать способ удаления даже самого глубокого слоя лунной пыли и протестировать альтернативный метод, основанный на использовании ультрафиолетового излучения.