Se están llevando a cabo investigaciones continuas a nivel mundial sobre el uso de la Luna como base avanzada para la exploración del espacio profundo, y Corea no es una excepción en estos esfuerzos. El Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción (KICT) implementó con éxito un entorno electrostático que simula las condiciones de la superficie de la luna, no en el espacio sino en la Tierra. Los investigadores también evaluaron su rendimiento y eficacia.

Entre las amenazas más graves a la hora de ejecutar misiones lunares se encuentra el entorno de la superficie lunar, que está cargado electrostáticamente. Debido a su atmósfera extremadamente delgada, la Luna está directamente expuesta a los rayos ultravioleta solares, los rayos X, el viento solar, el plasma terrestre, etc. Por lo tanto, las nubes de polvo en la Luna exhiben una fuerte electricidad estática. El entorno electrostático de la luna está cargado positivamente durante el día y negativamente durante la noche.

Dado que la Luna casi no tiene atmósfera, el polvo puede ser arrastrado fácilmente incluso con pequeños impactos debido a la mínima resistencia del aire. Las partículas de regolito cargadas electrostáticamente pueden causar daños graves a los dispositivos de exploración espacial cuando se atascan en ellos.

Por ejemplo, cuando se pegan a las células fotovoltaicas, estas partículas degradan la eficiencia de la generación de electricidad. En misiones tripuladas, pueden dañar los trajes espaciales que protegen a los astronautas o penetrar el sistema respiratorio, lo que puede tener consecuencias potencialmente mortales.

El equipo de investigación de KICT, dirigido por el Dr. Shin Hyusoung (junto con el investigador principal Chung Taeil y el Dr. Park Seungsoo), desarrolló una cámara diseñada para simular condiciones de carga eléctrica. El objetivo es implementar un entorno electrostático que se asemeje a la superficie de la luna.

La cámara desarrollada por KICT incorpora lámparas ultravioleta, haces electrónicos y generadores de plasma para cargar positiva o negativamente las superficies de los objetos de prueba. En el futuro, este equipo se podrá utilizar para cargar electrostáticamente una réplica del suelo lunar mediante radiación ultravioleta y haces de electrones. Ayudará a determinar cuánto material se adhiere a los rovers y a anticipar posibles problemas.

Esta tecnología va más allá de simplemente realizar carga electrostática para simular el entorno cargado eléctricamente de la Luna en diversas condiciones, como entornos diurnos o nocturnos, mientras está influenciada por el plasma de la Tierra.

El mayor logro de este trabajo de investigación radica en la capacidad del equipo desarrollado para medir, de forma cuantitativa e independiente, la cantidad de corriente fotoeléctrica generada, que tiene el efecto más significativo sobre la carga del polvo lunar durante el día de la luna. El error entre la medición experimental obtenida en esta investigación y el valor teórico correspondiente estuvo dentro de aproximadamente el 5%, lo que demuestra la confiabilidad de la tecnología desarrollada.

Como tal, los intentos de KICT han tenido éxito no sólo en reproducir un entorno similar a la luna donde el polvo del suelo permanece cargado electrostáticamente, sino también en desarrollar tecnología de evaluación para ello. Este trabajo de investigación ha sentado las bases para equipar una cámara de vacío térmico sucia (DTVC) a gran escala con el equipo desarrollado para implementar un entorno cargado electrostáticamente y evaluar más a fondo su rendimiento.

El Dr. Shin Hyusoung, quien dirigió este proyecto, dijo:"Nuestra investigación presenta la posibilidad de integrar efectivamente el DTVC de tamaño completo, desarrollado por Corea por primera vez en el mundo, con la tecnología de carga de polvo lunar. Esta solución servirá como un banco de pruebas para una serie de tecnologías para implementar la utilización de recursos in situ (ISRU) en la luna en el futuro, abordando y respondiendo a una variedad de posibles desafíos tecnológicos planteados por el polvo lunar cargado eléctricamente."

El trabajo está publicado en la revista Aerospace. .

Más información: Seungsoo Park et al, Diseño y validación de una unidad de medición de corriente fotoeléctrica para una cámara de simulación diurna lunar, Aeroespacial (2024). DOI:10.3390/aeroespacial11010069

Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología