I de kommende årene drar NASA tilbake til månen for første gang siden Apollo-tiden. I stedet for å være en "fotavtrykk og flagg" -operasjon, er Project Artemis ment å være det første trinnet i å skape en bærekraftig menneskelig tilstedeværelse på Månen. Naturlig nok gir dette en rekke utfordringer, ikke minst som har med måneformat å gjøre (aka moondust). Av denne grunn undersøker NASA strategier for å avbøte denne trusselen.
Som Robert A. Heinlein kan bevitne, er månen en hard elskerinne! Den opplever ekstreme områder i overflatetemperatur, og går fra høyder på 117 ° C (242 ° F) til lave temperaturer på -173 ° C (-279 ° F). Det er heller ingen atmosfære og ingen beskyttende magnetfelt å snakke om, noe som betyr at astronauter vil bli utsatt for en intens mengde stråling på Månen - mellom 110 til 380 mSv i året, sammenlignet med et gjennomsnitt på 2,4 mSv på jorden.
Imidlertid er moondust spesielt plagsom på grunn av måten den er uregelmessig formet og sylskarpe. Dette støvet ble dannet av millioner av år med meteorittpåvirkning som smeltet silikatmateriale og skapte ørsmå skjær av glass og mineralfragmenter. For å gjøre vondt verre, holder det seg til omtrent alt det berører, inkludert romdrakter (som Apollo-astronautene absolutt la merke til).
Dette skyldes ikke bare at støvpartiklene har taggete kanter, men også på grunn av deres elektrostatiske ladning. På måneens dagside fører ultrafiolett stråling fra solen til at elektroner går tapt av de øvre lag av støv, noe som gir den en nettopositiv ladning. Rundt polene og den mørke siden får solplasma regolitten til å plukke opp elektroner, noe som gir den en netto negativ ladning.
Som et resultat utgjør dette støvet ikke bare en betydelig trussel for maskiner som har bevegelige deler (som radiatorer), men det kan også forstyrre elektronikken ved å bygge opp elektrostatiske ladninger. For å adressere dette har forskere fra NASA utviklet et avansert belegg som kan brukes på alt fra ISS og romfartøy til satellitter og romdrakter.
Belegget ble utviklet av Goddard-teknologene Vivek Dwivedi og Mark Hasegawa som en del av NASAs program Dynamic Response of the Environment at Asteroids, the Moon, and moons of Mars (DREAM2). Belegget består av atomlag av titanoksyd, som påføres tørre pigmenter av maling ved bruk av en metode som kalles avansert teknologi kalt atomlagavsetning.
Denne prosessen, som jevnlig brukes til industrielle formål, innebærer å plassere et underlag (i dette tilfellet titanoksyd) inne i et reaktorkammer og pulse forskjellige typer gasser for å lage lag som ikke er tykkere enn et enkelt atom. Opprinnelig var dette belegget ment for å skjerme romfartselektronikk når de flyr gjennom ledende plasmaskyer i jordas magnetosfære - også et resultat av solvind.
For å teste belegget har Dwivedi og teamet hans laget en eksperimentpall dekket med belagte skiver, som for tiden blir utsatt for plasma ombord på den internasjonale romstasjonen. Kombinert med det vi vet om månestøv, kan dette belegget bety forskjellen mellom fremtidig suksess og fiasko, ikke bare med Artemis, men med sine langsiktige planer. Som Farrell sa:
”Vi har utført en rekke studier som har undersøkt månestøv. Et sentralt funn er å gjøre den ytre huden til romdraktene og andre menneskelige systemer ledende eller spredende. Vi har faktisk strenge krav til ledningsevne på romskip på grunn av plasma. De samme ideene gjelder romdrakter. Et fremtidig mål er at teknologien skal produsere ledende hudmaterialer, og dette utvikles for tiden. ”
Når vi ser fremover, planlegger Farrell, Dwivedi og deres kolleger å forbedre sine deponeringsevner for atomsjiktet ytterligere. Dette vil kreve en større reaktor for å øke utbyttet av det ladningsdempende pigmentet, som de har til hensikt å konstruere. Når dette er fullført, vil neste trinn involvere testing av pigmentet på romdrakter.
"Å konstruere et stort lags deponeringssystem for atomlag for å lage kits som kan belegge store overflater, for eksempel roveroverflater, for testing kan ytterligere dra nytte av teknologier for måneforsøk," sa Farrell. Dette er absolutt sant med tanke på NASAs ønske om å samarbeide med internasjonale partnere for å etablere en permanent utpost rundt den sørlige polare regionen av månen.
