Un equipo dirigido por la Universidad de Colorado Boulder es pionero en una nueva solución al problema de la limpieza de primavera en la luna: ¿Por qué no eliminar la suciedad con un rayo de electrones?
La investigación, publicada recientemente en la revista Acta Astronautica , marca el último en explorar un hipo persistente, y quizás sorprendente, en los sueños de la humanidad de colonizar la luna: el polvo. Los astronautas que caminan o conducen sobre la superficie lunar levantan enormes cantidades de este material fino, también llamado regolito.
"Es realmente molesto", dijo Xu Wang, investigador asociado del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial LASP en CU Boulder. "El polvo lunar se adhiere a todo tipo de superficies trajes espaciales, paneles solares, cascos ypuede dañar el equipo. "
Entonces él y sus colegas desarrollaron una posible solución: una que utiliza un haz de electrones, un dispositivo que dispara una corriente concentrada y segura de partículas de baja energía cargadas negativamente. En el nuevo estudio, elEl equipo apuntó una herramienta de este tipo a una variedad de superficies sucias dentro de una cámara de vacío. Y descubrieron que el polvo simplemente se fue volando.
"Literalmente se dispara", dijo el autor principal, Benjamin Farr, quien completó el trabajo como estudiante de licenciatura en física en CU Boulder.
Los investigadores todavía tienen un largo camino por recorrer antes de que los astronautas de la vida real puedan usar la tecnología para hacer su limpieza diaria. Pero, dijo Farr, los primeros hallazgos del equipo sugieren que los destructores de polvo por haz de electrones podrían ser un accesorio debases lunares en un futuro no muy lejano.
pólvora gastada
La noticia puede ser música para los oídos de muchos astronautas de la era Apolo. Varios de estos pioneros espaciales se quejaron del polvo lunar, que a menudo resiste los intentos de limpieza incluso después de un cepillado vigoroso. Harrison "Jack" Schmitt, quien visitó la luna como unmiembro del Apolo 17 en 1972, desarrolló una reacción alérgica al material y dijo que olía a "pólvora gastada".
El problema con el polvo lunar, explicó Wang, es que no se parece en nada a las cosas que se acumulan en las estanterías de la Tierra. El polvo lunar está constantemente bañado por la radiación del sol, un bombardeo que le da al material una carga eléctrica.Esa carga, a su vez, hace que el polvo sea más pegajoso, casi como un calcetín recién salido de la secadora. También tiene una estructura distinta.
"El polvo lunar es muy irregular y abrasivo, como fragmentos de vidrio rotos", dijo Wang.
La pregunta a la que se enfrentaba su grupo era entonces: ¿Cómo despega esta sustancia naturalmente pegajosa?
Los rayos de electrones ofrecieron una solución prometedora. Según una teoría desarrollada a partir de estudios científicos recientes sobre cómo el polvo se eleva naturalmente en la superficie lunar, un dispositivo de este tipo podría convertir las cargas eléctricas de las partículas de polvo en un arma contra ellas. Si golpea unCapa de polvo con una corriente de electrones, dijo Wang, esa superficie polvorienta acumulará cargas negativas adicionales. Empaqueta suficientes cargas en los espacios entre las partículas, y pueden comenzar a alejarse entre sí, al igual que los imanes cuando los extremos equivocadosson forzados juntos.
"Las cargas se vuelven tan grandes que se repelen entre sí y luego el polvo se expulsa de la superficie", dijo Wang.
lluvias de electrones
Para probar la idea, él y sus colegas cargaron una cámara de vacío con varios materiales recubiertos con un "simulante lunar" fabricado por la NASA y diseñado para parecerse al polvo lunar.
Y efectivamente, después de apuntar un haz de electrones a esas partículas, el polvo se derramaba, generalmente en solo unos minutos. El truco también funcionó en una amplia gama de superficies, incluida la tela del traje espacial y el vidrio. Esta nueva tecnología tiene como objetivolimpiar las partículas de polvo más finas, que son difíciles de eliminar con cepillos, dijo Wang. El método fue capaz de limpiar superficies polvorientas en un promedio de aproximadamente 75-85%.
"Funcionó bastante bien, pero no lo suficientemente bien como para terminar", dijo Farr.
Los investigadores están experimentando actualmente con nuevas formas de aumentar el poder de limpieza de su haz de electrones.
Pero el coautor del estudio Mihály Horányi, profesor de LASP y del Departamento de Física de CU Boulder, dijo que la tecnología tiene un potencial real. La NASA ha experimentado con otras estrategias para eliminar el polvo lunar, como incrustar redes de electrodos en trajes espaciales.Un haz de electrones, sin embargo, podría ser mucho más barato y más fácil de implementar.
Horányi imagina que un día, los astronautas lunares podrían simplemente dejar sus trajes espaciales colgados en una habitación especial, o incluso fuera de sus hábitats, y limpiarlos después de pasar un largo día levantando polvo afuera. Los electrones harían el resto.
"Podrías entrar en una ducha de haz de electrones para eliminar el polvo fino", dijo.
Otros coautores de la nueva investigación incluyen a John Goree de la Universidad de Iowa e Inseob Hahn y Ulf Israelsson del Laboratorio de Propulsión a Chorro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Daniel Strain. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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