El polvo se adhiere a las botas del astronauta y geólogo del Apolo 17 Harrison "Jack" Schmitt en 1972. Crédito:NASA
Un equipo dirigido por la Universidad de Colorado en 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, publicado recientemente en la revista Acta Astronautica , marca el último en explorar un persistente, y quizás sorprendente, hipo en los sueños de la humanidad de colonizar la luna:polvo. Los astronautas que caminan o conducen sobre la superficie lunar levantan enormes cantidades de este material fino, también llamado regolito.
"Es muy molesto, "dijo Xu Wang, investigador asociado en el 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, y puede dañar el equipo ".
Así que 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 carga negativa, partículas de baja energía. En el nuevo estudio, el equipo apuntó una herramienta de este tipo a una variedad de superficies sucias dentro de una cámara de vacío. Y, ellos descubrieron, el polvo simplemente se fue volando.
"Literalmente salta, "dijo el autor principal, Benjamin Farr, quien completó el trabajo como estudiante de licenciatura en física en CU Boulder.
Los investigadores aún 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, Farr dijo:Los primeros hallazgos del equipo sugieren que los aspiradores de polvo de haz de electrones podrían ser un accesorio de las bases 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, que visitó la luna como miembro del Apolo 17 en 1972, desarrolló una reacción alérgica al material y ha dicho que olía a "pólvora gastada".
El problema con el polvo lunar, Wang explicó, 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. Ese cargo Sucesivamente, 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 se despega esta sustancia naturalmente pegajosa?
Una vista microscópica del "simulante" lunar diseñado para imitar el polvo lunar. Crédito:laboratorio IMPACT
Los haces de electrones ofrecían una solución prometedora. Según una teoría desarrollada a partir de estudios científicos recientes sobre cómo el polvo se eleva naturalmente sobre la superficie lunar, tal dispositivo podría convertir las cargas eléctricas de las partículas de polvo en un arma contra ellas. Si golpea una capa de polvo con una corriente de electrones, Wang dijo:esa superficie polvorienta acumulará cargas negativas adicionales. Empaque suficientes cargas en los espacios entre las partículas, y pueden comenzar a alejarse entre sí, al igual que lo hacen los imanes cuando los extremos incorrectos se juntan a la fuerza.
"Las cargas se vuelven tan grandes que se repelen entre sí, y luego el polvo se expulsa de la superficie, "Dijo Wang.
Duchas de electrones
Para probar la idea, él y sus colegas cargaron una cámara de vacío con varios materiales recubiertos con un "simulador 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 derramó, generalmente en solo unos minutos. El truco funcionó en una amplia gama de superficies, también, incluyendo tela de traje espacial y vidrio. Esta nueva tecnología tiene como objetivo limpiar las partículas de polvo más finas, que son difíciles de eliminar con pinceles, Dijo Wang. El método pudo limpiar superficies polvorientas en un promedio de aproximadamente 75-85%.
Arriba:Una vista microscópica de un "simulante" lunar fabricado por la NASA y diseñado para parecerse al polvo lunar; abajo:una cámara de vacío en el campus de CU Boulder. Crédito:laboratorio IMPACT
"Funcionó bastante bien, pero no lo suficientemente bien como para que terminemos, "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 al 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 límpielos 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, " él dijo.
