Lähivuosina NASA palaa takaisin Kuuhun ensimmäistä kertaa Apollon aikakauden jälkeen. Projekti Artemis on sen sijaan, että se olisi ”jalanjälkiä ja lippuja” -operaatio, sen on tarkoitus olla ensimmäinen askel luomalla kestävä ihmisen läsnäolo Kuussa. Tämä asettaa luonnollisesti joukon haasteita, joista vähiten liittyy kuun regolithiin (alias moondust). Tästä syystä NASA tutkii strategioita tämän uhan vähentämiseksi.
Kuten Robert A. Heinlein voi todistaa, Kuu on kova rakastajatar! Sen pintalämpötila vaihtelee äärimmäisen vaihtelevasti 117 ° C (242 ° F) korkeimmasta lämpötilasta -173 ° C (-279 ° F). Ei ole myöskään ilmapiiriä eikä suojaavaa magneettikentää, josta puhua, mikä tarkoittaa, että astronautit altistuvat voimakkaalle säteilymäärälle Kuussa - välillä 110-380 mSv vuodessa, kun keskimäärin 2,4 mSv maan päällä.
Moondust on kuitenkin erityisen hankala, koska se on epäsäännöllisen muotoinen ja partakoneen terävä. Tämä pöly muodostui miljoonien vuosien ajan meteoriittien vaikutuksista, jotka sulattivat silikaattimateriaalia ja loivat pieniä lasin- ja mineraalifragmenttien sirpaleita. Asioiden pahentamiseksi se noudattaa melkein kaikkea mitä koskettaa, mukaan lukien avaruuspuvut (kuten Apollon astronautit varmasti huomasivat).
Tämä johtuu paitsi siitä, että pölyhiukkasilla on terävät reunat, myös niiden sähköstaattisesta varauksesta. Kuun päiväpäivänä auringon ultravioletti säteily aiheuttaa elektronien häviämistä ylemmissä pölykerroksissa, mikä antaa sille positiivisen nettovarauksen. Napojen ja pimeän puolen ympärillä aurinkoplasma saa regolitin poimimaan elektronia, jolloin se saa aikaan negatiivisen nettovarauksen.
Seurauksena on, että tämä pöly ei vain aiheuta merkittävää uhkaa koneille, joissa on liikkuvia osia (kuten pattereita), mutta se voi myös häiritä elektroniikkaa rakentamalla sähköstaattisia varauksia. Tämän ratkaisemiseksi NASA: n tutkijat ovat kehittäneet edistyneen päällysteen, jota voidaan käyttää kaikessa ISS: stä ja avaruusaluksista satelliiteihin ja avaruuspiireihin.
Pinnoitteen ovat kehittäneet Goddard-tekniikan asiantuntijat Vivek Dwivedi ja Mark Hasegawa osana NASA: n ympäristöasioiden dynaamista reagointia asteroideissa, kuussa ja Marsin kuukuvissa (DREAM2) -ohjelmassa. Pinnoite koostuu titaanioksidiatomikerroksista, joka levitetään maalien kuiville pigmentteille käyttämällä menetelmää, jota kutsutaan edistyneeksi tekniikaksi, jota kutsutaan atomikerroksen laskeumiseksi.
Tämä prosessi, jota käytetään säännöllisesti teollisiin tarkoituksiin, sisältää substraatin (tässä tapauksessa titaanioksidin) sijoittamisen reaktorikammiossa ja erityyppisten kaasujen pulssittamisen muodostamaan kerrokset, jotka eivät ole yhtä atomia paksumpia. Alun perin tämän pinnoitteen oli tarkoitus suojata avaruusalusten elektroniikkaa, kun ne lentävät johtavien plasmapilvien läpi Maan magnetosfäärissä - myös auringon tuulen seurauksena.
Pinnoitteen testaamiseksi Dwivedi ja hänen tiiminsä ovat laatineet päällystetyillä kiekkoilla peitetyn koelavan, jotka altistuvat tällä hetkellä plasmalle kansainvälisen avaruusaseman aluksella. Yhdistettynä siihen, mitä tiedämme kuunpölystä, tämä pinnoite voisi tarkoittaa eroa tulevaisuuden menestyksen ja epäonnistumisen välillä, ei pelkästään Artemiksen kanssa, vaan myös sen pitkän aikavälin suunnitelmien kanssa. Kuten Farrell sanoi:
”Olemme suorittaneet useita tutkimuksia kuun pölystä. Tärkein havainto on tehdä avaruuspukujen ja muiden ihmisen järjestelmien ulkokerros johtavasta tai hajoavasta. Itse asiassa meillä on plasmasta johtuen tiukat johtavuusvaatimukset avaruusaluksilla. Samat ideat pätevät avaruuspukuihin. Tulevaisuuden tavoitteena on teknologia, joka tuottaa johtavia ihomateriaaleja, ja sitä kehitetään parhaillaan. ”
Katse eteenpäin, Farrell, Dwivedi ja heidän kollegansa suunnittelevat edelleen parantavansa atomikerroksensaostusominaisuuksiaan. Tämä vaatii suuremman reaktorin lisäämään varausta vähentävän pigmentin satoa, jonka ne aikovat rakentaa. Kun tämä on valmis, seuraavaan vaiheeseen sisältyy pigmentin testaaminen avaruuspiireissä.
"Suuren tilavuuden atomikerrospinnoitusjärjestelmän rakentaminen sellaisten sarjojen luomiseksi, jotka peittävät suuret pinta-alat, kuten rover-pinnat, testaamiseksi voivat hyödyttää entisestään kuun etsintäteknologioita", Farrell sanoi. Tämä on totta, kun otetaan huomioon NASA: n halu työskennellä kansainvälisten kumppaneiden kanssa pysyvän etupostin perustamiseksi Kuun eteläisen napa-alueen ympärille.
