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

«Вытирайте ноги!» — решётка у шлюза – одна из возможных линий защиты от опасной пыли (иллюстрация John Frassanito and Associates).

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.



В кадр впервые попали гигантские фонтаны Энцелада

29 ноября 2005

Вредна пыль мечты. Часть первая: лунные равнины под ударами Солнца

29 ноября 2005

Впервые собраны образцы материала с астероида

28 ноября 2005

Лунное кресло доставит человека в серую пустыню

23 ноября 2005

Через 10 лет зоркость астрономии вырастет в десятки раз

22 ноября 2005