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您如何清理粘滞的空间灰尘? 用电子束拍打

电子束
发布:2020-09-21 14:27:11     来源:美国宇航局

未来前往月球的旅行者将需要处理磨蚀性粘着的月球尘埃。

NASA Artemis任务的目标是到2024年将宇航员送上月球。但是,要取得成功,他们将需要解决由一些微小颗粒(尘埃)引起的大问题。

超过数十亿年的时间,月球表面的撞击已将月球岩石粉碎成尘埃(SN:1/17/19)。科罗拉多博尔德大学的物理学家MihályHorányi说,产生的粒子就像“玻璃碎片”。吸入该磨料会损坏设备,甚至损害宇航员的健康(SN:12/3/13)。更糟糕的是,太阳的辐射使月亮的尘埃带电,因此它粘在一切上。

Horányi及其同事发现了一种抗击月尘静态附着的新方法,该技术使用低功率电子束使尘埃颗粒从表面飞出。研究人员于8月8日在线发表在《 Acta Astronautica》上,它补充了解决粘性问题的现有方法。

在执行阿波罗任务期间,宇航员依靠一种低技术的系统来清除宇航服上的月尘:电刷。然而,这种机械方法因月尘的带电性质而受阻,该尘埃紧贴机织太空服面料的角落和缝隙。

新描述的方法利用了灰尘的电特性。电子束使灰尘将电子释放到粒子之间的微小空间中。这些带负电的电子中的一些会被周围的灰尘斑点吸收。科罗拉多大学博尔德分校的物理学家徐望说,由于带电粒子彼此排斥,因此产生的电场“将灰尘从表面喷出”。

 

带电的带磨蚀性月球尘埃附着在表面,可能在执行月球任务时对设备和宇航员的健康造成严重破坏。电子束可能有助于将来的清洁工作。如此处所示,当光束撞击玻璃板上的人造月尘时,粒子会从表面跳下来。

“这是一个非常独特的想法,”东京早稻田大学的机械工程师川本博之说,他没有参与这项新工作。Kawamoto及其同事开发了自己的除尘技术,包括可嵌入材料中的一层电极。当嵌入太空服或设备表面时,电极会产生静电力并带走带电的灰尘颗粒。王说,这种系统比在表面发射电子束更复杂。Kawamoto说,但是更简单的电波束概念的潜在缺点是,它将需要机器人或其他外部手段来引导它。

电子束的另一个局限性是它留下了15%到25%的灰尘颗粒。研究人员旨在提高清洁能力。该团队还设想电子束是未来太空探索者将用来保持表面清洁的多种方法之一,Horányi说。

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