Поток электронов в вакуумной камере вызывал отскок имитации лунной пыли от разных поверхностей.
Мелкая пыль, появляющаяся на поверхности спутника Земли из-за естественных процессов или деятельности человека, может прилипать к скафандрам космонавтов, солнечным батареям и различной технике. Проблема настолько беспокоит специалистов, что ее рассматривали как одно из технических препятствий для будущих исследований Луны.
Рассказывая о своих приключениях на Луне, астронавты отмечают, что крошечные частицы, которые режут так же легко, как стекло, крайне трудно удалить даже после тщательной чистки. Электрический заряд делает их липкими. У Харрисона Шмитта, побывавшего на Луне в составе миссии «Аполлон-17» в декабре 1972 года, даже возникла аллергия — или, как сам он говорит, «лунная сенная лихорадка». Внутри космического корабля пыль пахла как жженый порох.
Последние годы ознаменованы разработкой научными сообществами нескольких технологий для борьбы с пылью на спутнике Земли. Ученые из Колорадского университета в Боулдере (США) представили новый метод, основанный на электронном луче, который удаляет пыль с поверхностей. опубликована в журнале Acta Astronautica.
Исследования электростатического подъема пыли выявили, что излучение и поглощение вторичных электронов или фотоэлектронов в микрополостях между частицами пыли может создавать значительный отрицательный заряд на окружающих частицах. Следствием этого становятся силы отталкивания, приводящие к отделению частиц от поверхности. В экспериментах использовались мелкие частицы “имитатора Луны” диаметром менее 25 микрон.
Новая технология может использовать электрические заряды на частицах лунной пыли для создания оружия против неё. Поток электронов (электронные пучки) воздействующий на слой пыли, сделает ее поверхность отрицательно заряженной. Дополнительные заряды в промежутках между частицами вызовут отталкивание друг от друга, как при взаимодействии двух одинаковых полюсов магнита.
Физиков заинтересовал вопрос взаимодействия пыли с электричеством. Для проверки идеи в вакуумной камере разместили разные материалы, покрытые искусственной лунной пылью. После направления электронного луча частицы материала начали отскакивать и подпрыгивать.
Интересно, эта методика оказалась эффективной на различных поверхностях, в том числе на материалах скафандров и стекле. Благодаря этому ученым удалось очистить покрытые пылью ткани и предметы примерно на 75-85% за 50-100 секунд (зависит от толщины слоя) при оптимизированных параметрах электронного пучка (примерно 230 эВ, минимальная плотность тока — от 1,5 до 3 мкА / см). 2).
Важным моментом является возможность относительной дешевизны и простоты реализации новой технологии. Например, физики представляют, что члены экипажа будущих лунных миссий смогут оставить скафандры в специальной камере, где потоки электронов за короткий промежуток времени очистят их от мельчайших частиц. В дальнейшем физики планируют сосредоточиться на удалении последнего, более глубокого слоя лунной пыли, а также протестировать альтернативный метод — с применением ультрафиолетового излучения.