Se pensavi che i batuffoli di polvere sotto il divano fossero un problema, immagina di provare a combattere la polvere sulla Luna. La polvere è una sfida significativa per gli astronauti che vivono e lavorano sulla superficie lunare. Quindi, la NASA sta sviluppando tecnologie che mitigano l’accumulo di polvere consentendo una presenza più sicura e sostenibile sulla Luna:
Un test di volo a bordo di un sistema di razzi suborbitali che simulerà la gravità lunare è il passo successivo per comprendere come le tecnologie di mitigazione della polvere possano affrontare con successo questa sfida. Durante il test di volo con Blue Origin, sette tecnologie sviluppate dal programma Game Changing Development della NASA all’interno dello Space Technology Mission Directorate dell’agenzia studieranno la meccanica del regolite e il trasporto della polvere lunare in un ambiente di gravità lunare simulata.
Perché la polvere lunare è un problema?
In assenza di atmosfera, la polvere viene sollevata dalla superficie, dai pennacchi di un veicolo spaziale quando atterra sulla superficie lunare. Ma può anche essere sollevata tramite cariche elettrostatiche. La polvere lunare è elettrostatica e ferromagnetica, il che significa che aderisce a qualsiasi cosa che trasporti una carica.
Kristen John, responsabile dell’integrazione tecnica della Lunar Surface Innovation Initiative della NASA presso il Johnson Space Center, ha affermato: “La natura a grana fine della polvere contiene particelle più piccole di quelle che l’occhio umano può vedere, il che può far apparire pulita una superficie contaminata”.
Sebbene la polvere lunare possa apparire liscia con una finitura simile alla polvere, le sue particelle hanno in realtà una forma frastagliata. La polvere lunare può graffiare qualsiasi cosa, da una tuta spaziale ai polmoni umani. La polvere può anche impedire all’hardware di sopravvivere alla notte lunare quando si accumula sui pannelli solari, causando una riduzione della potenza disponibile. Un accumulo di polvere ricopre i radiatori termici, aumentando la temperatura dell’attrezzatura. La polvere lunare può anche accumularsi su finestre, obiettivi delle fotocamere e visiere, causando una visione oscurata.
Luna sporca? Puliscila.
I progetti testati sul volo gravitazionale lunare con Blue Origin includono ClothBot, Electrostatic Dust Lofting (EDL) e Hermes Lunar-G.
TessutoBot
Quando i futuri astronauti svolgeranno attività extra-veicolari sulla superficie lunare, potrebbero portare polvere in aree pressurizzate e abitabili. L’obiettivo dell’esperimento ClothBot è imitare e misurare il trasporto di polvere lunare come rilasci da una piccola porzione di tessuto di tuta spaziale. Quando agitato da movimenti pre-programmati, il robot compatto può simulare il “doffing”, il movimento che si verifica quando si rimuove una tuta spaziale. Un sistema di imaging illuminato da laser catturerà il flusso di polvere in tempo reale, mentre i sensori registreranno le dimensioni e il numero di particelle che viaggiano nello spazio. Questi dati saranno utilizzati per comprendere i tassi di generazione di polvere all’interno di un lander o di una camera stagna dall’attività extra-veicolare e perfezionare i modelli di trasporto di polvere lunare per future missioni lunari e potenziali su Marte.
Sollevamento elettrostatico della polvere
Questa tecnologia esaminerà il sollevamento della polvere lunare quando si verifica una carica elettrostatica dopo l’esposizione alla luce ultravioletta. La telecamera dell’EDL con le luci associate registrerà e illuminerà per tutta la durata del volo. Durante la fase di gravità lunare del volo, una porta a vuoto contenente il campione di polvere si sbloccherà e la sorgente di luce ultravioletta illuminerà la sostanza, caricando i grani fino a quando non si respingeranno elettrostaticamente e non si solleveranno. La polvere sollevata passerà attraverso un laser a foglio mentre si solleva dalla superficie. Quando la fase di gravità lunare termina, la sorgente di luce ultravioletta si disattiva e la telecamera continuerà a registrare fino alla fine del volo. Questi dati informeranno gli sforzi di modellazione della mitigazione della polvere per le future missioni sulla Luna.
Hermes Lunar-G
La NASA ha collaborato con Texas A&M e Texas Space Technology Applications and Research (T STAR) per sviluppare Hermes Lunar-G, una tecnologia che utilizza hardware collaudato in volo per condurre esperimenti con simulanti di regolite. In precedenza, Hermes era una struttura sulla Stazione Spaziale Internazionale. Hermes Lunar-G ha riadattato l’hardware Hermes per studiare i simulanti di regolite lunare. La tecnologia Hermes Lunar-G utilizza quattro contenitori per comprimere i simulanti durante il volo, il decollo e l’atterraggio. Quando la tecnologia si trova nella gravità lunare, decomprime il contenuto dei contenitori mentre immagini e sensori ad alta velocità catturano i dati. I risultati di questo esperimento forniranno informazioni sulla meccanica della regolite che possono essere utilizzate in una varietà di modelli computazionali. I risultati di Hermes Lunar-G saranno confrontati con i dati di microgravità della stazione spaziale e con dati simili acquisiti da voli parabolici per profili di volo lunari e in microgravità.
Il futuro della mitigazione della polvere
Come sfida primaria dell’esplorazione lunare, la mitigazione della polvere influenza diversi sviluppi tecnologici della NASA. Le capacità dall’utilizzo delle risorse in situ all’alimentazione e alla mobilità di superficie, si basano su una qualche forma di mitigazione della polvere, rendendola un’area trasversale.
“Imparare alcune delle proprietà fondamentali del comportamento della polvere lunare e del suo impatto sui sistemi ha implicazioni che vanno ben oltre la mitigazione della polvere e gli ambienti. Far progredire la nostra comprensione del comportamento della polvere lunare e far progredire le nostre tecnologie di mitigazione della polvere avvantaggia la maggior parte delle capacità pianificate per l’uso sulla superficie lunare.”
Kristen Giovanni
Responsabile dell’integrazione tecnica dell’iniziativa di innovazione della superficie lunare della NASA
I team di ingegneri eseguono una serie di test per mitigare la polvere, assicurandosi che non danneggi l’hardware che va sulla Luna. Il programma Game Changing Development della NASA ha creato una guida di riferimento per la mitigazione della polvere lunare per aiutare gli ingegneri a costruire hardware destinati alla superficie lunare.
Il programma Flight Opportunities della NASA ha finanziato il test di volo Blue Origin e i miglioramenti delle capacità del veicolo per consentire per la prima volta la simulazione della gravità lunare durante il volo del razzo suborbitale. I carichi utili sono gestiti nell’ambito del programma Game Changing Development della NASA all’interno dello Space Technology Mission Directorate dell’agenzia.
Per saperne di più visita: https://www.nasa.gov/stmd-game-changing-development/
Fonte: https://www.nasa.gov/directorates/stmd/nasa-technologies-aim-to-solve-housekeepings-biggest-issue-dust/
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