Ученые разработали устройство, предназначенное для очистки космического оборудования от лунной пыли, и испытали его, очистив от модельного реголита ткань скафандра и стеклянную тарелку. Устройство заряжает пылевые частицы с помощью пучка электронов, заставляя их самостоятельно отскакивать от поверхности под действием электростатических сил. Статья с описанием концепции устройства опубликована в журнале Acta Astronautica.

Поверхность Луны покрыта слоем частиц пыли, который называется реголитом. Как показал опыт космической программы «Аполлон», реголит довольно легко прилипает к скафандрам, объективам и тепловым одеялам, что наносит ущерб оборудованию и спецодежде и приводит к возникновению проблем. При этом, поскольку лунная пыль постоянно находится под воздействием солнечного излучения, она получает электрический заряд, который делает ее более «липкой».

Физик Бенджамин Фарр (Benjamin Farr) из университета Колорадо в Боулдере вместе с коллегами предложил использовать для очистки скафандров и космических приборов электронные пучки, так как прошлые исследования показали потенциальную эффективность такого метода. Описанный принцип довольно прост. Между частицами пыли, осевшими на поверхности предмета, формируются микропустоты. Когда электроны и фотоны проходят через них, они ударяются о пылинки, находящиеся под верхним слоем, в результате чего происходит вторичная электронная эмиссия. Часть вторичных электронов перераспределяется на окружающие их частицы пыли, которые приобретают отрицательный заряд. В результате между пылинками возникает отталкивающая сила, которая оказывается достаточно сильна для того, чтобы преодолеть когезию и адгезию, а также силу гравитации. Как следствие, пыль отскакивает от поверхности, оставляя ее чистой.

Принцип работы устройства
Принцип работы устройства

Используя в качестве основы этот подход, ученые создали собственный рассеиватель пыли. Его работу проверили с помощью вакуумной камеры, в которой устройство выпускало пучок низкоэнергетических отрицательно заряженных частиц (80, 150 и 230 электронвольт) на полученные в лаборатории аналоги лунного реголита. Пылинки были помещены на ткань скафандра программы «Аполлон», а также на стеклянную тарелку. Как показал эксперимент, прибор смог очистить от пыли от 75 до 85 процентов поверхности всего за несколько минут.

В будущем физики надеются добиться лучшего результата. По их мнению, устройство можно будет использовать для удаления самых маленьких частиц пыли, которые трудно счистить обычной щеткой. Гипотетически в будущем космонавты, работающие на Луне, смогут оставлять свои скафандры в специальной комнате, где их будет очищать «душ» из электронов.