يمكن أن يحافظ النيتروجين السائل على بدلات القمر خالية من الغبار القمري

يعتبر الغبار القمري المزعج عقبة مزعجة لرواد الفضاء الذين يهبطون على القمر – فهو يلتصق بكل شيء تقريبًا. ربما يكون بحث جديد من جامعة ولاية واشنطن قد فكك شفرة الحفاظ على بدلات الفضاء خالية من الغبار ، حيث تم استخدام النيتروجين السائل المضغوط لنفخ الغبار من الأسطح حرفيًا.

أثناء الاختبار ، وجد فريق البحث أن البخاخ المليء بالنيتروجين السائل يمكنه إزالة ما متوسطه 98٪ من الغبار الملتصق بالنسيج عند استخدامه في فراغ لمحاكاة قفل الهواء. أدى الرش إلى الحد الأدنى من الأضرار التي لحقت ببدلات الفضاء التي يرتديها رواد الفضاء المحاكاة – دمى باربي في بدلات القمر – نتيجة للعلاج. تم نشر البحث الشهر الماضي في اكتا الفضاء.

في الوقت نفسه ، وجد الفريق أنه خلال الدورة التدريبية الإجمالية البالغ عددها 233 دورة في 26 عينة من بدلة الفضاء ، أدى رذاذ النيتروجين السائل إلى تدهور طفيف في نسيج بدلة الفضاء. لمحاكاة الغبار القمري ، استخدم الباحث الرماد البركاني من Mount St. Helens ، وكذلك مواد من Offplanet Research و Exolith Labs.

كتب العلماء في دراستهم أن الغبار القمري “يضر بصحة الإنسان والمعدات ، مما يجعل التخفيف له أهمية قصوى بالنسبة للبعثات القمرية”. “البخاخات السائلة المبردة هي مفهوم تم تطويره مؤخرًا وبسيط ومناسب لتخفيف الغبار في بيئة القمر.”

استخدم رواد الفضاء في بعثات أبولو إلى القمر فرشاة في محاولة لإزالة الغبار القمري من بدلاتهم ، لكن هذه الطريقة تسببت في تلف النسيج بسبب الاحتكاك المستمر وغبار القمر القاسي.

قال إيان ويلز من جامعة ولاية واشنطن: “غبار القمر مشحون إلكتروستاتيكيًا ، وهو مادة كاشطة وتنتشر في كل مكان ، مما يجعلها مادة صعبة للغاية للتعامل معها”. بيان صحفي. ويلز هو المؤلف الأول في الورقة وطالب في كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد بجامعة ولاية واشنطن. “ينتهي بك الأمر مع طبقة رقيقة من الغبار كحد أدنى يغطي كل شيء فقط.”

يتجاهل رذاذ النيتروجين السائل استخدام التآكل المادي لصالح تأثير Leidenfrost ، والذي يظهر بشكل شائع عندما ترقص فقاعة من الماء البارد فوق مقلاة ساخنة ، لأنها معزولة عن السطح الساخن بطبقة من البخار تحتها. يقول ويلز وزملاؤه إن الرش يعمل بطريقة مماثلة ؛ حبات النيتروجين السائل البارد على بدلة الفضاء الأكثر دفئًا ، وتلف جزيئات الغبار قبل أن تطفو على سطح القماش.

تيقام الباحثون بتنظيف بدلات الفضاء بحركات كاسحة باستخدام رذاذ النيتروجين السائل (انظر الصورة المركزية أعلاه)، والتي كانت طريقة فعالة لإزالة الغبار المحاكي. أبعد تنظيف البقع، لكن، ال بدت الدعاوى أقذر إلى حد ما (انظر الصورة اليمنى أعلاه) ، لذلك wوصلت e إلى Wells للتوضيح. هو قال ذلك “من المحتمل أنه تمت إزالة جزيئات معينة الحجم بنجاح من البذلة ، بينما تُرك البعض الآخر وراءها ، مما يجعل البدلة تبدو أكثر اتساخًا. اقترح ويلز أيضًا أن معالجة البقعة للبدلة قد تثير الغبار الذي استقر بعد الاجتياح الأولي.

يعتبر غبار القمر مادة دقيقة للغاية ، ولكنه أيضًا حاد بشكل لا يصدق – فهو في الواقع يمكن أن يتسبب في تمزقات صغيرة في بدلات وأحذية الفضاء وقد يتسبب أيضًا في مشاكل صحية. وأشار رائد الفضاء أبولو 17 هاريسون شميت “حمى القش القمرية” حيث يلتصق غبار القمر بالرئتين ويسبب الالتهاب والاحتقان. يمكن لجسيمات الغبار أن تنطلق في الموائل والوحدات على بدلات الفضاء ، وبما أن جاذبية القمر أقل بكثير من جاذبية الأرض ، فإن هذه الجسيمات ستبقى معلقة لفترة أطول فقط ليتم استنشاقها من قبل رائد فضاء مطمئن. هذا هو سبب أهمية التنظيف الفعال لبدلة الفضاء.

“[Lunar dust] قال ويلز في البيان الصحفي: “لقد طرحت الكثير من المشاكل التي أثرت على البعثات وكذلك رواد الفضاء بمجرد عودتهم إلى ديارهم”.

من الواضح أن الباحثين لا يعرفون كيف سيعمل هذا الرذاذ داخل مركبة هبوط على القمر متوقفة على القمر ، حيث تبلغ الجاذبية حوالي 16.6٪ من جاذبية الأرض. أيضًا ، ستتطلب تقنية التنظيف هذه رشاشات وأوعية مصممة لرحلات الفضاء ، ويجب أن تتضمن المهام شحنات إضافية من النيتروجين السائل. مع كل ما قيل ، يبدو أن الإيجابيات تفوق السلبيات ، مما يجعل تقنية تنظيف النيتروجين السائل استثمارًا مفيدًا للبعثات المستقبلية إلى القمر.

ناسا ترسل المزيد من رواد الفضاء إلى القمر كجزء من برنامج Artemis ، مع اثنين من أفراد الطاقم الهبوط على القطب الجنوبي القمري ليس قبل عام 2025. بينما يستهل برنامج Artemis حقبة جديدة من استكشاف القمر – حيث يقضي البشر وقتًا أطول من أي وقت مضى على السطح – فإن الطريقة الفعالة لتنظيف بدلات الفضاء هي إحدى التفاصيل التي تحتاج الوكالات إلى وضعها في الاعتبار في من أجل تعزيز موطئ قدم سلس للبشرية على القمر.

تم تحديث هذا المنشور ليشمل توضيح Wells حول سبب أن جهود التنظيف الموضعية تبدو أقل نظافة من جهد التنظيف الشامل.

أكثر: نحتاج إلى توقيت القمر القياسي