I de kommende år går NASA tilbage til Månen for første gang siden Apollo-æraen. I stedet for at være en "fodaftryk og flag" -operation, er Project Artemis beregnet til at være det første skridt i at skabe en bæredygtig menneskelig tilstedeværelse på Månen. Dette giver naturligvis en række udfordringer, ikke mindst som har at gøre med månens regolit (alias moondust). Af denne grund undersøger NASA strategier til afhjælpning af denne trussel.
Som Robert A. Heinlein kan attestere, er Månen en hård elskerinde! Det oplever ekstreme intervaller i overfladetemperatur, der går fra højder på 117 ° C (242 ° F) til lavtemperaturer på -173 ° C (-279 ° F). Der er heller ingen atmosfære og intet beskyttende magnetfelt at tale om, hvilket betyder, at astronauter vil blive udsat for en intens mængde stråling på Månen - mellem 110 til 380 mSv om året sammenlignet med et gennemsnit på 2,4 mSv på Jorden.
Moondust er dog især besværligt på grund af den måde, den er uregelmæssigt formet og knivskarp. Dette støv blev dannet af millioner af år med meteoritpåvirkninger, der smeltede silikatmateriale og skabte små skår af glas og mineralfragmenter. For at gøre det værre klæber det sig til næsten alt, hvad det berører, inklusive rumdragter (som Apollo-astronauterne bestemt bemærkede).
Dette skyldes ikke kun, at støvpartiklerne har skarve kanter, men også på grund af deres elektrostatiske ladning. På månens dage er ultraviolet stråling fra solen, der fører til, at elektroner går tabt af de øverste støvlag, hvilket giver den en positiv nettoladning. Omkring polerne og den mørke side får solplasma regolitten til at samle elektroner, hvilket giver det en negativ negativ ladning.
Som et resultat udgør dette støv ikke kun en betydelig trussel for maskiner, der har bevægelige dele (som radiatorer), men det kan også forstyrre elektronikken ved at opbygge elektrostatiske ladninger. For at tackle dette har NASA-forskere udviklet en avanceret coating, der kunne bruges på alt fra ISS og rumfartøj til satellitter og rumdragter.
Belægningen blev udviklet af Goddard-teknologerne Vivek Dwivedi og Mark Hasegawa som en del af NASAs dynamiske respons på miljøerne ved Asteroider, månen og månens Mars (DREAM2) -programmet. Belægningen består af atomlag af titaniumoxid, der påføres tørre pigmenter af maling ved hjælp af en metode, der er kendt som avanceret teknologi kaldet atomlagaflejring.
Denne proces, der regelmæssigt bruges til industrielle formål, involverer anbringelse af et underlag (i dette tilfælde titaniumoxid) inde i et reaktorkammer og pulserende forskellige typer gasser for at skabe lag, der ikke er tykkere end et enkelt atom. Oprindeligt var denne coating beregnet til at afskærme rumfartøjselektronik, når de flyver gennem ledende plasmaskyer i Jordens magnetosfære - også resultatet af solvind.
For at teste belægningen har Dwivedi og hans team forberedt en eksperimentpalle dækket med overtrukne skiver, som i øjeblikket udsættes for plasma ombord på den internationale rumstation. Kombineret med det, vi ved om månestøv, kan denne belægning betyde forskellen mellem fremtidig succes og fiasko, ikke kun med Artemis, men med dens langsigtede planer. Som Farrell sagde:
”Vi har gennemført en række undersøgelser, der undersøger månestøv. Et vigtigt fund er at gøre den ydre hud på rumdragter og andre menneskelige systemer ledende eller spredende. Vi har faktisk strenge krav til ledningsevne på rumfartøjer på grund af plasma. De samme ideer gælder for rumdragter. Et fremtidig mål er, at teknologien skal producere ledende hudmaterialer, og dette er i øjeblikket under udvikling. ”
Når vi ser fremad, har Farrell, Dwivedi og deres kolleger planer om at forbedre deres atomlagets afsætningskapacitet yderligere. Dette vil kræve en større reaktor for at øge udbyttet af det ladningsbegrænsende pigment, som de har til hensigt at konstruere. Når dette er afsluttet, vil det næste trin involvere test af pigmentet på rumdragter.
"At konstruere et stort lagsaflejringssystem for atomlag til at skabe sæt, der kan belægge store overfladearealer, såsom roveroverflader, til testning kan yderligere gavne teknologier til måneforsøg," sagde Farrell. Dette er bestemt sandt i betragtning af NASAs ønske om at samarbejde med internationale partnere for at etablere en permanent udpost omkring den sydlige polære region af Månen.
