Липучий і абразивний місячний пил порушує герметичність скафандрів, викликає замикання в техніці, проникає в легені людей. Щоб видалити його, можна використовувати той же ефект, завдяки якому краплі води розбігаються по поверхні розпеченої сковороди.
Астронавт Apollo 17 Юджин Сернан після прогулянки по Місяцю: його скафандр весь обліплений пилом / ©NASA
Поверхня Місяця покрита сипучим реголітом – дрібним пилом, який набагато небезпечніший від пилу, до якого ми звикли на Землі. Його частинки не “оброблені” вітром і водою і зберігають дуже гострі грані, що робить місячний пил потужним абразивом. До того ж під дією сонячного вітру вони набувають слабкий електростатичний заряд і прилипають до навколишніх предметів.
Для астронавтів, які працювали на поверхні супутника, місячний пил виявився однією з найбільших проблем. Руйнуючи герметичні з’єднання скафандрів, він вивів з ладу кілька з них. Пил проникав і всередину пілотованих модулів, потрапляла в легені, викликаючи серйозні проблеми з диханням. Не менш небезпечні його заряджені частинки для електроніки.
Видалити цей пил щіткою не виходить: така обробка тільки заганяє частинки глибше в кути, складки і зчленування. Тому тепер, коли NASA і його партнери готуються знову відправляти людей на Місяць, проблема стала актуальною. Вчені з Університету штату Вашингтон запропонували вирішити її, видаляючи пил за допомогою рідкого азоту. Стаття про це опублікована в журналі Acta Astronautica.
Зліва – чорна тканина покрита сірим місячним пилом. Праворуч – обробка рідким азотом очистила пил і повернула початковий колір / ©WSU
Рідкий азот – кріогенна рідина з екстремально низькою температурою: вже приблизно при мінус 195 градусах Цельсія вона кипить. Опинившись на куди більш теплій поверхні скафандра, рідкий азот моментально закипає, утворюючи дрібні краплі, які «левітують» над шаром власного пара. Таке явище можна спостерігати при попаданні крапель води на розпечену сковороду, воно називається ефектом Лейденфроста. Поступово випаровуючись, краплі азоту забирають з собою місячний пил, ефективно очищаючи поверхню.
©WSU
Якоб Лічман (Jacob Leachman) продемонстрував це в лабораторних експериментах з невеликими зразками тканини, яка використовується в справжніх скафандрах, і симулятором місячного пилу. Рідкий азот виявився відмінним засобом: у вакуумі, що імітував реальні умови на Місяці, він видаляв більше 98 відсотків частинок пилу. При цьому матеріал витримував до 75 циклів забруднення і очищення без пошкоджень.
Робота підтримується грантом NASA і дійсно може знайти застосування в майбутніх пілотованих експедиціях до нашого супутника. Однак перше автори планують краще розібратися в тому, як рідкий азот взаємодіє з пилом, і провести експерименти не з моделями масштабу 1:6, а з повнорозмірними скафандрами і в умовах, наближених до місячних.