Erőterek a Holdon: Rugalmas pajzs védi meg a jövő űrhajósait

A Gemini ezt mondta:

Amikor a sci-fi filmekben egy űrhajót láthatatlan energiapajzs vesz körül, hogy visszaverje a támadásokat, hajlamosak vagyunk azt hinni, hogy ez a távoli jövő zenéje. Azonban a legújabb kutatások szerint valami kísértetiesen hasonlót fogunk használni a Holdon – nem lézerágyúk, hanem egy sokkal alattomosabb ellenség, a holdpor ellen.

Miért a por a Hold legnagyobb ellensége?

A földi porral ellentétben, amely nagyrészt elhalt hámsejtekből és szöszökből áll, a holdpor (regolit) apró, üvegszerű kőzetdarabkákból tevődik össze. Mivel a Holdon nincs légkör, ami lekoptatná a széleiket, ezek a részecskék borotvaélesek.

Ráadásul a folyamatos napsugárzás miatt elektrosztatikusan feltöltődnek, így szinte „rágyógyulnak” az űrruhákra, napelemekre és műszerekre. Koptatják az anyagot, eltömítik a mechanizmusokat, és komoly veszélyt jelentenek a technológiára.

A megoldás: Az elektrodinamikus porszűrő (EDS)

A Georgia Tech Egyetem kutatói az Acta Astronautica folyóiratban mutatták be legújabb fejlesztésüket. A megoldás alapja az elektrodinamikus porszűrés (EDS). Ez a technológia elektromos terek használatával gyakorlatilag „letaszítja” a feltöltött porrészecskéket a védett felületről. Olyan, mintha egy láthatatlan fal söpörné le a koszt.

A forradalmi újítás: Rugalmasság grafénnal

Bár az EDS technológia nem teljesen új, eddig volt egy hatalmas gyenge pontja: a merevség. A hagyományos, rézvezetékekre épülő pajzsok a hajtogatástól hamar eltörtek. Márpedig egy űrruhának vagy egy felfújható holdbázis falának rugalmasnak kell lennie.

Alexander Burlaka és a kutatócsapat ezért módosított grafén-oxidot használt a réz helyett. Ez az anyag:

• Ugyanolyan jól vezeti az áramot, mint a réz.
• Hihetetlenül jól bírja a mechanikai igénybevételt (hajlítgatást).
• Ellenáll a Holdon tapasztalható extrém hőmérséklet-ingadozásnak.

Mit mutattak a tesztek?

A mérnökök vákuumkamrában, mesterséges holdporral és UV-sugárzással modellezték a körülményeket. Az eredmények lenyűgözőek:

• A réz alapú (de merev) pajzs a por 90%-át távolította el.
• Az új, rugalmas hafnium-oxid/grafén alapú megoldás pedig 60%-os hatékonyságot mutatott.

Bár a 60% kevesebbnek tűnik, a rugalmasság és a tartósság olyan előny, amely nélkülözhetetlen a hosszú távú küldetésekhez.

Mikor láthatjuk élesben?

Bár a laboratóriumi tesztek sikeresek voltak, a kutatók óvatosak. A Hold valódi környezetét – a szélsőséges hőingást és a regolit pontos viselkedését – csak egy valódi űrmisszió során lehet 100%-osan tesztelni.

Egy dolog azonban biztos: a következő generációs űrruhák már nemcsak szövetből, hanem intelligens, elektromágneses „erőterekből” is állni fognak, hogy megvédjék az emberiséget a világűr legapróbb, de legveszélyesebb ellenségétől.

Forrás: Acta Astronautica