Вредна пыль мечты. Часть вторая: иглы Марса и газонокосилка Луны

Луна – естественный первый шаг к Марсу. Они во многом похожи. Низкая гравитация. Вакуум и разреженная атмосфера. Низкие температуры.

 

 

И пыль. Возможно, самый опасный "соперник" покорителей новых миров.

В первой части мы рассказали, что главное неприятное свойство лунной пыли – это то, что она очень тонкая, абразивная (с острыми выступами) и ещё – заряженная.

Электростатика приводит не только к налипанию пыли на скафандры и оборудование. Электростатика накапливается на тех же скафандрах. И когда вы подходите к кораблю (лунной базе), берётесь за ручку шлюза… Ба-бах!

Нет, проскочившая искра вас не убьёт, но вполне может вывести из строя электронику.

Марсианская пыль в этом похожа на лунную. Да, химический состав, форма и типичный размер зёрен – отличны. Марсианская пыль более скруглённая, что уже хорошо. Но, увы, пыль на Марсе также отлично заряжается.

Частички лунной пыли могут быть довольно крупными и острыми (фото с сайта science.nasa.gov).

Правда, на Луне это происходит из-за солнечного излучения, а на Марсе работает трение частиц друг о друга в пылевых смерчах, где скорости потоков достигают приличных величин.

И в обоих мирах для высадившихся там исследователей будет действовать ещё один фактор: трение колёс луноходов (марсоходов), трение подошв скафандров о грунт, трение различных слоёв (ткани, полимеры) скафандра друг о друга.

А грунт – реголит — совершенно сухой, не проводящий электричество.

Всё это – словно опыт с янтарём и бумажками. Походив, поездив по Луне (Марсу) роботы и люди накапливают электростатический заряд.

На Марсе, как полагают специалисты, вокруг аппаратуры также возможны и коронные разряды, наподобие огней святого Эльма. Эффект тот же: для людей не смертельно, но для электроники опасно.

Планетолог Ларри Тэйлор (Larry Taylor) из университета Теннеси (University of Tennessee) предлагает в борьбе с пылью такой ход: нужно построить "лунную газонокосилку" (Lunar Lawnmower).

Тэйлор провёл опыт с горстью реального лунного грунта, привезённого астронавтами, и открыл, что он великолепно тает в микроволновке: всего 30 секунд при мощности 250 ватт – и готово.

Причина такой чувствительности в том, что лунная пыль содержит, в числе прочего, чистое железо в частицах с поперечником в нанометры. Они живо откликаются на правильно подобранное по частоте микроволновое излучение.

Эксперимент Тэйлора по расплавлению настоящего лунного грунта в микроволновой печи и его концепция "лунной газонокосилки" (фото и рисунок с сайта science.nasa.gov).

Вот Тэйлор и предложил снабдить излучателями-магнетронами лунную тележку и заставить её ездить взад-вперёд. Она будет подплавлять и разглаживать верхний слой реголита, создавая дорожки и площадки без пыли, похожие на стекло.

Более того, рассуждает изобретатель, куча таких машин могла бы расплавить и превратить в гладкую вогнутую поверхность какой-нибудь кратер. Остаётся поставить в центре мачту с приёмником – вот готов радиотелескоп. Словом: "Кто нам мешает, тот нам и поможет!".

Сходную идею в этом году высказывал Алекс Фрёйндлих (Alex Freundlich), правда, он предлагал забирать реголит для обработки на борт лунохода и тут же его выкладывать назад.

Но что делать с электростатикой, которая накапливается на скафандрах от движений людей? На Земле мы бы просто сделали заземление. Да и делать его особо не нужно – почва, обычно, проводит ток. А вот на Марсе и Луне, в отсутствии влаги, и вбивание длинного стального прутка – не поможет.

Инженеры полагают, что на лунных базах придётся закапывать в грунт большие листы алюминия или длинные петли алюминиевых проводов (благо этот элемент можно добывать из самого грунта). Они-то и будут собирать лишний заряд.

На Марсе можно поступить иначе – сбрасывать электростатику в атмосферу.

На марсоходах уже ставят иглы, столь тонкие (0,02 миллиметра), что электричество сбегает по ним в марсианский воздух (громоотвод наоборот).

Американский вездеход Sojourner на Марсе, снятый своей посадочной ступенью. Видно, что пыль прилипла к колёсам, хотя она совершенно сухая. Значит – это электростатика. Справа: электростатический "сток" на антенне этого вездехода (фотографии с сайтов grc.nasa.gov и science.nasa.gov).

Но эффективнее, будет другой прибор: крошечный радиоактивный источник, типа используемого в датчике дыма, можно прикрепить к каждому скафандру и к базе. Альфа-частицы низкой энергии улетали бы в разреженную атмосферу, ионизируя её молекулы.

Таким образом, атмосфера непосредственно вокруг места деятельности людей стала бы электропроводной и нейтрализовывала бы лишний заряд – так предлагает поступить физик Джефри Лэндис (Geoffrey A. Landis) из NASA.

Кстати, по некоторым оценкам, пылевые смерчи на Марсе могут генерировать сильные электростатические и даже электромагнитные поля.

Так что понять заранее — с чем придётся столкнуться покорителям красных песков — очень важно (кадры пылевых смерчей Марса вы можете найти в этой и этой новости).

Изучение пыли (грунта) Луны и Марса важно и по другой причине. Они могут быть источником сырья. Не зря же NASA обещает $250 тысяч за глоток лунного воздуха.

Только прежде, чем астронавтам прыгать от радости, когда они добудут первый лунный кислород, им нужно будет убедиться, что вокруг них не пляшут искры.

Статья получена: Membrana.ru