نهایت علم elmend

لباس های فضایی آینده با پرتوهای الكترون تمیز می شوند

لباس های فضایی آینده با پرتوهای الكترون تمیز می شوند

فضانوردان آینده ناسا امكان دارد برای تمیز كردن لباس های فضایی خود به پرتوهای الكترون تكیه كنند.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، بر اساس مطالعه ای که اخیرا انتشار یافته است، بمباران لباس های فضایی با پرتوهای الکترونی می تواند ذرات خشن و گرد و غبار ماه را از روی آنها بزداید.
فضانوردان دوران مأموریت های "آپولو" می گویند که خاصیت چسبنده و دردسرساز گرد و غبار ماه سبب بروز مشکلات در تجهیزات و مشکلات بهداشتی در آخرین باری شده است که انسان پا به ماه گذاشت و یافتن راهی برای مقابله با ذرات تیز و خشن موجود در ماه در اولویت ناسا و سایر آژانس های فضایی سراسر جهان برای بازگشت به تنها قمر زمین است.
ناسا و شرکای آن برای نخستین بار در تاریخ بشر تلاش خویش را برای قدم نهادن آمریکا به مریخ شروع کرده اند، اما فعلا نخستین مقصد مقرر است کمی به زمین نزدیکتر باشد و ابتدا ناسا به ماه بازگردد و سپس عازم مریخ شود. چونکه پیش از اینکه سفر به سیاره سرخ عملیاتی شود، باید فناوری های بیشماری اختراع و آزمایش شود که همچون مهمترین آنها فناوری زنده و سالم نگه داشتن فضانوردان هنگام اکتشاف در سطح مریخ است.
نزدیک ترین و بارزترین نمونه آزمایشی آسمانی که ناسا می تواند این فناوری ها را در آن آزمایش کند، ماه خودمان است. این ماهواره طبیعی زمین برای اکتشاف و آزمایش دارای مزایای زیادی است که مهمترین آنها نزدیک بودن آن به زمین است، اما دارای مشکلاتی هم هست.
یکی از این مشکلات برای هر مأموریتی که بخواهد سطح ماه را لمس کند، شامل اینکه توسط انسان هدایت شود یا ربات، طبیعت دردسرساز گرد و غبار موجود در سطح ماه است. سطح ماه در لایه ضخیمی از گرد و غبار یا به قول دانشمندان "رگولیت"(regolith) یا "سنگ پوشه" پوشیده شده است و ثابت شده است که این معضلی جدی برای فضانوردانی بوده است که ماه را در دوران آپولو اکتشاف کرده اند.
سنگ پوشه یا رِگولیت به لایه ای از سنگ یا پوششی از واریزه های سنگی که روی سنگ بستر را می پوشاند گفته می شود. سنگ پوشه از موادی ناهمگون تشکیل شده و شامل گرد و غبار، خاک، سنگ ریزه و دیگر مواد مربوط است که در کره زمین، ماه، مریخ، برخی سیارک ها و دیگر اجرام فضایی پیدا می شود. تشکیل سنگ پوشه در کره زمین بیشتر بر اثر فرسایش و هوازدگی انجام می شود. به خاطر نبود یا کمبود جو در دیگر کرات، سنگ پوشه ها در کرات دیگر بیشتر بر اثر برخورد شهاب سنگ های ریز و همینطور بر اثر تاثیرات تابش های کیهانی بر روی سطح کرات تشکیل می شوند.
رگولیت تیز است و از اشعه خورشیدی اشباع شده است که به آن بار مثبت می دهد و در نتیجه تمایل به چسبیدن به هر سطحی که با آن تماس پیدا می کند، دارد. بدتر اینکه در محیط کم جاذبه ماه، به سادگی توسط چکمه های فضانوردان پرتاب می شود که خطرآفرین است و پدیده ای مانند برخورد ریز شهاب ها بوجود می آورد.
فضانوردان آپولو گزارش دادند که رگولیت به لباس فضایی آنها صدمه رسانده، تجهیزات را پوشانده، عملکرد سطوح کنترل حرارتی را کاهش داده و حتی برای سلامتی فضانوردان مضر بوده است. همینطور پتانسیل پوشاندن سطح صفحات خورشیدی را دارند که باعث کاهش توانایی آنها در تولید برق مورد نیاز یک پایگاه بالقوه در ماه خواهد شد.
یک مطالعه جدید در دانشگاه کلرادو در بولدر نشان داده است که یک پرتو الکترونی می تواند سلاحی موثر برای تمیز نگه داشتن لباس های فضایی و سایر تجهیزات اصلی در سطح ماه باشد.
محققان این مطالعه یک صفحه شیشه ای و یک نمونه از لباس فضایی فضانوردان آپولو را داخل یک محفظه خلاء قرار دادند و سطوح آنها با رگولیت شبیه سازی شده پوشیده شد.
سپس یک جریان از پرتوهای الکترونی به منظور کندن گرد و غبار از سطوح نمونه ها به سمت آنها شلیک شد. از لحاظ نظری، الکترون ها باید بتوانند به لایه بالایی ذرات نفوذ کرده و به ذرات زیرین برخورد کنند و سبب شوند الکترون های ثانویه که به آنها "فوتوالکترون" هم می گویند، ساطع شوند. بخشی از این ذرات ثانویه بعد از ذخیره بارهای منفی در ذرات اطراف، در ریز حفره های جدا کننده ذرات جذب می شوند.
اگر الکترون ها به اندازه کافی به رگولیت شبیه سازی شده شلیک شوند، تجمع بارهای منفی روی ذرات گرد و غبار سبب می شود که آنها یکدیگر را با نیروی کافی دفع کنند تا بر نیروهای نگهدارنده خود غلبه کنند و این امر اساساً سبب پرش و زدایش ذرات از سطح مواد می شود.
در نهایت اغلب ذرات گرد و غبار بعد از برخورد با پرتوهای متمرکز و کم انرژی الکترون از سطوح کنده شدند. محققان می گویند موفقیت در تمیز کردن الکترونی به ضخامت پوشش رگولیت بستگی داشت، اما به صورت کلی ۷۵ تا ۸۵ درصد از ذرات به صورت کلی حذف شد.
محققان پیشنهاد می کنند که فضانوردان آینده می توانند از یک استراتژی که تلفیقی از پرتوهای الکترونی و استفاده از برس است، استفاده کنند.
مطالعاتی از این دست اگر بشر بخواهد حضور پایدار خویش را در دنیایی دیگر برقرار کند، ضروری می باشد. فضانوردان نمی توانند بدون لباس فضایی یا برق به اکتشاف بپردازند.
این تحقیق در مجله Acta Astronautica انتشار یافته است.




منبع:

1399/06/12
08:22:11
5.0 / 5
216
تگهای خبر: آمریكا , آینده , انرژی , تولید
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۲
دوستان سایت نهایت علم
نهایت علم