NASAは、宇宙飛行士とその機器が危険な月の粉塵を流すのを助けるコーティングをテストしています

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今後数年間で、NASAはアポロ時代以来初めて月に戻ります。 「足跡と旗」作戦ではなく、プロジェクトアルテミスは、月面で持続可能な人間の存在を作成するための最初のステップとなることを目的としています。当然のことながら、これには多くの課題があり、月のレゴリス(月の粉塵)に関連する問題も少なくありません。このため、NASAはこの脅威を軽減するための戦略を調査しています。

ロバートA.ハインラインが証明できるように、月は過酷な愛人です!最高気温は117°C(242°F)から最低気温は-173°C(-279°F)まで、極端な範囲の表面温度が発生します。また、大気や保護磁場はありません。つまり、宇宙飛行士は月に大量の放射線にさらされます。地球上の平均2.4 mSvに比べて、年間110〜380 mSvです。

ただし、ムーンダストは不規則な形状でかみそりが鋭いため、特に厄介です。このダストは、何百万年にも及ぶ隕石の衝突によって形成され、ケイ酸塩材料を溶かし、ガラスや鉱物の断片の小さな破片を作り出しました。さらに悪いことに、それは宇宙服を含む(アポロ宇宙飛行士が確かに気づいたように)それが触れるほぼすべてのものに忠実です。

これは、ほこりの粒子がギザギザのエッジを持っているという事実だけでなく、それらの静電荷のためにもです。月の日中は、太陽からの紫外線が電子を塵の上層で失わせ、正味の正電荷を与えます。極とダークサイドの周りで、太陽プラズマはレゴリスに電子を拾わせ、正味の負の電荷を与えます。

その結果、このダストは、可動部品(ラジエーターなど)を備えた機械に重大な脅威をもたらすだけでなく、静電気を蓄積して電子機器を妨害する可能性もあります。これに対処するために、NASAの研究者たちは、ISSや宇宙船から衛星や宇宙服まで、あらゆるものに使用できる高度なコーティングを開発しました。

コーティングは、ゴダードの技術者であるVivek DwivediとMark Hasegawaによって、NASAの「小惑星、月、火星の環境の動的応答(DREAM2)」プログラムの一環として開発されました。コーティングは酸化チタンの原子層で構成され、原子層堆積と呼ばれる高度な技術として知られている方法を使用して、塗料の乾燥顔料に適用されます。

このプロセスは通常工業目的で使用され、反応チャンバー内に基板(この場合は酸化チタン)を配置し、さまざまな種類のガスをパルスして単一の原子よりも厚くない層を作成します。もともと、このコーティングは、宇宙船の電子機器が地球の磁気圏の導電性プラズマ雲を通過するときに、太陽風の結果としてシールドすることを目的としていました。

コーティングをテストするために、Dwivedi氏と彼のチームは、現在国際宇宙ステーションでプラズマに曝されている、コーティングされたウェーハで覆われた実験パレットを準備しました。月の粉塵について私たちが知っていることと組み合わせると、このコーティングは、アルテミスだけでなく、その長期計画によって、将来の成功と失敗の違いを意味する可能性があります。ファレルが言ったように:

「私たちは月の塵を調査する多くの研究を行いました。重要な発見は、宇宙服や他の人間のシステムの外皮を伝導性または散逸性にすることです。実際、私達はプラズマのために宇宙船に厳しい伝導性要件を持っています。同じアイデアが宇宙服にも当てはまります。将来の目標は、導電性スキン材料を製造する技術であり、これは現在開発中です。」

今後、Farrell、Dwivedi、および彼らの同僚は、原子層堆積機能をさらに強化することを計画しています。これは、彼らが構築しようとしている電荷軽減顔料の収量を増加させるために、より大きな反応器を必要とするだろう。それが完了すると、次のステップは宇宙服の顔料をテストすることを含みます。

「大容量の原子層堆積システムを構築して、ローバー表面などの広い表面領域をコーティングできるキットを作成してテストすることで、月探査のテクノロジーにさらに利益をもたらすことができます」とFarrell氏は述べています。これは、月の南極地域の周りに恒久的な前哨基地を設立するために国際的なパートナーと協力したいというNASAの望みを考慮すると確かに当てはまります。

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