Sıvı nitrojen spreyi inatçı ay tozunu temizleyebilir

Washington Eyalet Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen bir sıvı nitrojen spreyi, bir uzay giysisinden simüle edilmiş ay tozunun neredeyse tamamını temizleyebilir ve potansiyel olarak geleceğin aya iniş yapan astronotları için önemli bir zorluğu çözebilir.

Püskürtücü, ay tozu simülasyonunun %98’den fazlasını vakumlu bir ortamda uzay giysilerine en az zarar vererek temizledi ve daha önce araştırılan tüm tekniklerden daha iyi performans gösterdi. Araştırmacılar çalışmalarını dergide rapor ediyor, Acta Astronautica.

İnsanlar aya insan göndermeyi başarmış olsalar da, onları orada nasıl temiz tutacaklarını çözebilmiş değiller. En yapışkan ambalaj yer fıstığı gibi, ay tozu da dokunduğu her şeye yapışır. Paketleme fıstıklarından daha kötü olan toz, öğütülmüş cam elyafı kıvamında olan çok ince parçacıklardan oluşur.

Makalenin ilk yazarı ve WSU’nun Makine ve Malzeme Mühendisliği Okulu’nda son sınıf öğrencisi olan Ian Wells, “Ay tozu elektrostatik olarak yüklü, aşındırıcıdır ve her yere ulaşarak başa çıkılması çok zor bir maddedir,” dedi. “En azından her şeyi kaplayan ince bir toz tabakası elde edersiniz.”

1960’larda ve 1970’lerin başında aya yapılan altı mürettebatlı Apollo görevi sırasında astronotlar, uzay giysilerindeki tozu temizlemek için bir fırça kullandılar, ancak bu pek işe yaramadı. Aşındırıcı ve küçük toz parçacıkları motorlara ve elektronik aksamlara girebilir. Ayrıca uzay giysilerine bindiler, mühürlerini parçaladılar ve bazı pahalı giysileri kullanılmaz hale getirdiler. Astronotlar ayrıca “ay nezlesinden” de muzdaripti ve araştırmacılar, toza daha uzun süre maruz kalmanın Kara Akciğer Hastalığına benzer akciğer hasarına neden olabileceğini düşünüyor.

Wells, “Astronotların yanı sıra görevleri de eve döndüklerinde etkileyen birçok sorun ortaya çıkardı” dedi.

NASA Artemis misyonu, 2025’te ilk kadını ve ilk beyaz olmayan insanı, sonunda daha fazla gezegen keşfi için orada bir üs kurma umuduyla aya indirmeyi hedefliyor, bu nedenle ay tozu sorununa bir çözüm bulmakla ilgileniyorlar.

Araştırma ekibi çalışmalarında, uzay giysilerini temizlemek için Leidenfrost Etkisini kullanan teknolojilerini gösterdiler. Etki, sıcak bir kızartma tavasına soğuk su döküldüğünde, burada toplanıp tava boyunca hareket ettiğinde görülebilir. Çok soğuk sıvı nitrojeni tozla kaplı daha sıcak bir malzemeye püskürtün ve toz partikülleri boncuk gibi toplanıp nitrojen buharı üzerinde yüzer.

Ekip, temizleme yöntemini normal atmosferik koşullar altında ve püskürtücünün vakum atmosferinde daha iyi performans gösterdiği uzaya daha çok benzeyen bir vakumda test etti.

Sıvı nitrojen spreyi ayrıca uzay giysisi malzemeleri üzerinde diğer temizleme yöntemlerine göre çok daha nazikti. Bir fırça, yalnızca bir fırçalamadan sonra uzay giysisi malzemesine zarar verirken, sıvı nitrojen spreyi, hasar oluşmadan önce 75 döngü sürdü.

Araştırmacıların yenilikçi temizlik fikri, geçen yıl NASA’nın Çığır Açan, Yenilikçi ve Oyun Değiştiren (BÜYÜK) Fikir Yarışmasında birincilik ödülü aldı. Wells’e ek olarak, makaledeki lisans araştırmacıları arasında John Bussey ve Nathaniel Swets de vardı. Projeyi Makine ve Malzeme Mühendisliği Okulu’nda doçent olan Jacob Leachman yönetti.

Araştırmacılar şimdi toz parçacıkları ve sıvı nitrojen arasındaki temizleme sürecinin çalışmasına izin veren karmaşık etkileşimleri tam olarak anlamak ve modellemek için çalışıyorlar. Ayrıca, ay yerçekimi gibi dış uzaya daha yakın koşullarda teknolojiyi daha fazla test etmeyi umuyorlar.