Un recubrimiento avanzado que ahora se está probando a bordo de la Estación Espacial Internacional para su uso en componentes de satélites también podría ayudar a la NASA a resolver uno de sus desafíos más espinosos:cómo mantener la forma irregular de la Luna, granos de polvo afilados que se adhieren a prácticamente todo lo que tocan, incluidos los trajes espaciales de los astronautas.

Aunque el revestimiento no se concibió originalmente para eliminar el polvo lunar, "es convincente para esta aplicación, "dijo Bill Farrell, un científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que dirige una organización de investigación patrocinada por la NASA, Respuesta dinámica de los entornos en los asteroides, la luna, y lunas de Marte, o DREAM2, que estudia los entornos lunares y marcianos. La agencia considera que el polvo lunar se encuentra entre los principales desafíos a mitigar, ya que apunta a establecer una exploración sostenible de la Luna para 2028 bajo su Programa Artemis.

Mitigar la acumulación de electricidad

Los tecnólogos de Goddard, Vivek Dwivedi y Mark Hasegawa, crearon originalmente el recubrimiento para un trabajo igualmente importante:querían crear un recubrimiento que ayudara a "purgar" la acumulación de cargas eléctricas que pueden destruir la electrónica de la nave espacial. Estas acumulaciones que pueden poner fin a la misión ocurren cuando las naves espaciales vuelan a través del plasma que se encuentra dentro de la magnetosfera de la Tierra. El plasma contiene partículas cargadas atrapadas que conducen electricidad, contribuyendo a la acumulación.

La idea de Hasegawa era utilizar una tecnología avanzada llamada deposición de capa atómica para aplicar películas superfinas de óxido de indio y estaño, un compuesto eficaz para disipar cargas eléctricas, sobre pigmentos secos de pintura. Una vez mezclado, Luego, la pintura podría recubrirse en radiadores y otros componentes de la nave espacial para ayudar a mitigar la acumulación de cargas eléctricas.

Usado ubicuamente por la industria, La deposición de la capa atómica implica colocar un sustrato o muestra dentro de una cámara del reactor, que es como un horno, y pulsando diferentes tipos de gases para crear una película ultrafina cuyas capas no son literalmente más gruesas que un solo átomo. La belleza de esta técnica es el hecho de que se puede aplicar en prácticamente cualquier cosa, incluidos los objetos tridimensionales.

Para probar la eficacia de la pintura tratada con pigmento, Luego, Dwivedi y su equipo prepararon un puñado de cupones o obleas recubiertos, que ahora están siendo expuestos al plasma de una plataforma experimental a bordo de la Estación Espacial Internacional. Hasegawa y Dwivedi esperan obtener sus muestras a finales de este año para su análisis.

Mismo plasma, Mismo problema

Como resulta, el plasma que puede dañar la electrónica cuando las naves espaciales vuelan a través de la magnetosfera de la Tierra también es la fuente del problema del polvo de la Luna.

El polvo de la Luna está formado por granos ultra minúsculos, formados por millones de años de impactos de meteoritos que aplastaron y derritieron rocas repetidamente. creando pequeños fragmentos de vidrio y fragmentos minerales. No solo pueden viajar a velocidades de huracán, pero también se adhieren a todo tipo de superficies, no solo por sus bordes irregulares, sino también por su carga electrostática.

En el lado diurno de la luna, duro, La radiación ultravioleta sin protección del Sol expulsa los electrones de las partículas de polvo en las capas superiores del regolito lunar o del suelo. dando a la superficie de cada partícula de polvo una carga neta positiva. Tanto en el lado oscuro como en las regiones polares, la situación es un poco diferente. El plasma que sale del Sol también carga la superficie lunar, pero, en este caso, deposita electrones y crea una carga neta negativa. Se vuelve más complejo en el terminador donde los dos lados se encuentran y se desarrollan campos eléctricos aún más fuertes, todo lo cual podría afectar a los humanos o la tecnología que aterriza en la Luna.

Para los astronautas, la situación empeorará porque ellos cargan con sus propios gastos y, como lo demostraron las misiones Apolo, atraerán polvo mientras deambulan por la Luna. Debido a que la NASA ha examinado el polo sur de la Luna en busca de una posible habitación humana, Es especialmente importante que la NASA desarrolle formas eficientes de disipar estas cargas, Dijo Dwivedi.

Eso hizo pensar a Dwivedi. ¿Por qué no aplicar el revestimiento a los vehículos lunares e incluso a los hábitats? o utilizar la deposición de capa atómica para tratar las fibras en el material del traje espacial?

"Hemos realizado una serie de estudios que investigan el polvo lunar. Un hallazgo clave es hacer que la piel exterior de los trajes espaciales y otros sistemas humanos sea conductora o disipadora, "Dijo Farrell." Nosotros, De hecho, tienen requisitos estrictos de conductividad en las naves espaciales debido al plasma. Las mismas ideas se aplican a los trajes espaciales. Un objetivo futuro es que la tecnología produzca materiales de piel conductores, y esto se está desarrollando actualmente ".

Más investigaciones en curso

Trabajando en colaboración con Farrell, Dwivedi y su equipo, incluido el investigador de la Universidad de Maryland Raymond Adomaitis, ahora planean mejorar aún más sus capacidades de deposición de capas atómicas. El equipo planea construir un reactor más grande, o horno, para aumentar el rendimiento del pigmento atenuador de cargas, que luego aplicarían a los cupones y al material del traje espacial para realizar pruebas.

"La construcción de un sistema de deposición de capas atómicas de gran volumen para crear kits que pueden revestir grandes superficies, como superficies móviles, para las pruebas puede beneficiar aún más las tecnologías para la exploración lunar, "Dijo Farrell.