NASA, Ay temizliğinin en büyük sorununa çözümler geliştiriyor: Toz

Artemis Programı aracılığıyla NASA, Apollo Çağı’ndan bu yana 2030’dan bu yana ilk astronotları aya gönderecek. Bu astronotlara, oraya astronotlar (ve “taikonotlar”) göndermeyi planlayan ESA ve Çin gibi çok sayıda uzay ajansı da katılacak. ilk kez. Bunun ötesinde, tüm planlar Güney Kutbu-Aitken Havzası’nda kalıcı yaşam alanları ve kalıcı insan varlığına yol açacak gerekli altyapıyı inşa etmeyi planlıyor. Bu, pek çok zorluğu beraberinde getiriyor; bunların en önemlisi, ay ortamının doğasından kaynaklananlar.

Aşırı sıcaklıklar, 14 günlük günlük döngü ve havasız ortamın yanı sıra, ay regoliti (diğer adıyla ay tozu) sorunu da var. Ay regoliti kaba ve pürüzlü olmasının yanı sıra, elektrostatik olarak yüklendiğinden her şeye yapışır. Bu tozun astronotun sağlığına, ekipmanına ve makinelerine zarar vermesi nedeniyle NASA, toz oluşumunu azaltacak teknolojiler geliştiriyor. Bu deneylerden yedisi, ay tozunu hafifletme yeteneklerini değerlendirmek üzere Blue Origin New Shepard roketi kullanılarak yapılacak bir uçuş testi sırasında test edilecek.

Ay regolitiyle ilgili bir diğer önemli sorun da, uzay aracı bulutları tarafından nasıl havaya uçup dağıtıldığıdır. Esasen atmosferin olmaması ve yer çekiminin düşük olması (Dünya’nın %16,5’i) nedeniyle bu toz uzun süre havada kalabilir. Milyarlarca yıllık meteor ve mikrometeoroid çarpmalarından ve hava koşullarına tamamen maruz kalmamasından kaynaklanan pürüzlü doğası, uzay giysileri ve ekipmanlardan insan derisine, gözlerine ve akciğerlerine kadar temas ettiği her türlü yüzey için aşındırıcıdır. Ayrıca güneş panelleri üzerine kurulacak ve misyonların bir ay gecesinde hayatta kalmaya yetecek kadar güç çekmesini önleyecek.

Ayrıca, termal radyatörleri kaplayarak ve pencerelerde, kamera merceklerinde ve vizörlerde birikerek ekipmanın aşırı ısınmasına da neden olabilir; bu da görmeyi, gezinmeyi ve doğru görüntüler elde etmeyi zorlaştırır. NASA’nın Johnson Uzay Merkezi’ndeki Ay Yüzeyi İnovasyon Girişimi teknik entegrasyon lideri Kristen John, NASA basın bülteninde şunları söyledi: “Tozun ince taneli yapısı, insan gözünün görebileceğinden daha küçük parçacıklar içerir ve bu da kirli bir yüzeyin görünmesine neden olabilir temiz görünmek için.”

Sorunu ele almak

Bu teknolojiler, NASA’nın Uzay Teknolojisi Misyon Direktörlüğü (STMD) bünyesindeki Oyunun Kurallarını Değiştiren Geliştirme programı tarafından geliştirildi. “Yorbital Roketle Ay Yerçekimi Simülasyonu” uçuş testi, simüle edilmiş bir ay yerçekimi ortamında regolit mekaniğini ve ay tozu taşınımını inceleyecek. Yük, birden fazla strateji kullanarak tozun azaltılmasına ve temizlenmesine yönelik projeleri içerir. Bunlar şunları içerir:

KumaşBot: Bu kompakt robot, astronotların Araç Dışı Faaliyetler (EVA’lar) gerçekleştirdikten sonra geri getirebilecekleri basınçlı bir ortamda tozun nasıl davrandığını simüle etmek ve ölçmek için tasarlanmıştır. Robot, astronotların uzay giysilerini çıkarırken hareketlerini simüle eden (aka “çıkarma”) önceden programlanmış hareketlere güveniyor ve küçük bir doz ay regolit simülasyonu salıyor. Lazerle aydınlatılan bir görüntüleme sistemi daha sonra toz akışını gerçek zamanlı olarak yakalayacak ve sensörler parçacıkların boyutunu ve sayısını kaydedecektir.

Elektrostatik Toz Kaldırma (EDL): EDL, toz kaldırma modellerini geliştirmek için ay tozunun elektrostatik olarak yüklendiğinde nasıl “yukarı kaldırıldığını” (yukarı kaldırıldığını) inceleyecek. Uçuşun ay yerçekimi aşaması sırasında, EDL’nin bir UV ışık kaynağı kullanarak aydınlatacağı ve parçacıkların yüklenmesine neden olacak bir toz örneği salınacak. EDL sonuçları gözlemleyip kaydederken, toz yüzeyden yükselirken bir lazer tabakasından geçecektir. EDL’nin kamerası, ayın yerçekimi aşaması sona erdikten ve UV ışığı kapatıldıktan sonra bile görev bitene kadar tozu kaydetmeye devam edecek.

Hermes Ay-G: NASA, Texas A&M ve Texas Uzay Teknolojisi Uygulamaları ve Araştırmaları (T-STAR) tarafından geliştirilen Hermes Lunar-G projesi, daha önce Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) faaliyet gösteren bir tesisi (Hermes) temel alıyor. Önceki proje gibi Lunar-G projesi de ay regolit simülantlarını incelemek için yeniden tasarlanmış Hermes donanımına dayanacak. Bu, sıkıştırılmış ay tozu taklitlerini içeren dört kutu kullanılarak yapılacaktır. Uçuş, ayın yerçekimi aşamasına girdiğinde, yüksek hızlı kameralar ve sensörler verileri yakalarken, bu simülantlar basıncı azaltacak ve kutuların içinde yüzecek. Sonuçlar, ISS’den ve benzer uçuş deneylerinden elde edilen mikro yerçekimi verileriyle karşılaştırılacaktır.

Toz azaltma stratejileri

Bu projelerden elde edilen veriler, bilim adamlarının hesaplamalı modelleri geliştirmelerine yardımcı olacak regolit oluşum oranları, taşınması ve mekaniği hakkında bilgi sağlayacak. Bu, görev planlamacılarının ve tasarımcılarının gelecekteki Ay ve Mars görevleri için tozun azaltılmasına yönelik daha iyi stratejiler geliştirmelerine olanak tanıyacak. Zaten bu zorluk, Yerinde Kaynak Kullanımı (ISRU) ve inşaattan ulaşım ve yüzey gücüne kadar NASA’nın teknolojik gelişmelerinin çeşitli yönlerini bilgilendiriyor. John şöyle dedi:

“Ay tozunun nasıl davrandığına ve ay tozunun sistemleri nasıl etkilediğine ilişkin bazı temel özelliklerin öğrenilmesi, toz azaltımının ve ortamların çok ötesinde sonuçlara sahiptir. Ay tozunun davranışına ilişkin anlayışımızı geliştirmek ve toz azaltma teknolojilerimizi ilerletmek, Dünya’da kullanılması planlanan yeteneklerin çoğuna yarar sağlar. Ay yüzeyi.”