Ученые разработали математическую модель для борьбы с лунной пылью
Исследователи из Пекинского технологического института, Китайской академии космических технологий и Китайской академии наук создали подробную теоретическую модель, позволяющую объяснить поведение лунной пыли и ее взаимодействие с поверхностями космических аппаратов. Это открытие может существенно облегчить подготовку к будущим миссиям на Луну.
Источник изображения: pxhere
Проблема лунной пыли впервые была замечена астронавтами программы «Аполлон». Мелкие частицы, поднимаемые движениями человека и электрически заряженные, прилипали к скафандрам, проникали в уплотнения и царапали поверхности, создавая значительные трудности при эксплуатации оборудования. Юджин Сернан называл пыль одним из самых раздражающих аспектов лунных экспедиций.
Новая модель учитывает сложные условия Луны: на дневной стороне поверхности и аппараты положительно заряжаются под воздействием ультрафиолетового и рентгеновского излучения, создавая так называемую фотоэлектронную оболочку. На ночной стороне, напротив, поверхности становятся отрицательно заряженными, формируя дебаевскую оболочку, а солнечный ветер добавляет поток заряженных частиц.
Ученые описали три основных электростатических силы, влияющих на частицы при приближении к космическим аппаратам: сила электрического поля, диэлектрофоретическая сила и сила изображения. При контакте с поверхностью начинают преобладать адгезионные силы Ван дер Ваальса, особенно при низких скоростях ударов, типичных для операций на Луне.
Процесс столкновения частицы с поверхностью проходит несколько этапов: сначала возникает упругая адгезия, затем — деформация покрытия и рассеяние энергии, а завершается процесс либо отскоком, либо прилипанием частицы в зависимости от скорости удара.
Исследователи сделали ряд практических выводов: покрытия с низкой диэлектрической проницаемостью и большой толщиной уменьшают электростатическое притяжение, а шероховатые материалы с низкой поверхностной энергией значительно снижают адгезию пыли. Более крупные частицы чаще отскакивают, а скорость удара определяет, прилипнет ли частица или отлетит.
Эта модель позволит прогнозировать накопление пыли, выбирать оптимальные покрытия и разрабатывать эффективные системы пылеудаления, что становится особенно важным с учетом увеличения продолжительности и амбициозности будущих лунных миссий.
Проблема лунной пыли впервые была замечена астронавтами программы «Аполлон». Мелкие частицы, поднимаемые движениями человека и электрически заряженные, прилипали к скафандрам, проникали в уплотнения и царапали поверхности, создавая значительные трудности при эксплуатации оборудования. Юджин Сернан называл пыль одним из самых раздражающих аспектов лунных экспедиций.
Новая модель учитывает сложные условия Луны: на дневной стороне поверхности и аппараты положительно заряжаются под воздействием ультрафиолетового и рентгеновского излучения, создавая так называемую фотоэлектронную оболочку. На ночной стороне, напротив, поверхности становятся отрицательно заряженными, формируя дебаевскую оболочку, а солнечный ветер добавляет поток заряженных частиц.
Ученые описали три основных электростатических силы, влияющих на частицы при приближении к космическим аппаратам: сила электрического поля, диэлектрофоретическая сила и сила изображения. При контакте с поверхностью начинают преобладать адгезионные силы Ван дер Ваальса, особенно при низких скоростях ударов, типичных для операций на Луне.
Процесс столкновения частицы с поверхностью проходит несколько этапов: сначала возникает упругая адгезия, затем — деформация покрытия и рассеяние энергии, а завершается процесс либо отскоком, либо прилипанием частицы в зависимости от скорости удара.
Исследователи сделали ряд практических выводов: покрытия с низкой диэлектрической проницаемостью и большой толщиной уменьшают электростатическое притяжение, а шероховатые материалы с низкой поверхностной энергией значительно снижают адгезию пыли. Более крупные частицы чаще отскакивают, а скорость удара определяет, прилипнет ли частица или отлетит.
Эта модель позволит прогнозировать накопление пыли, выбирать оптимальные покрытия и разрабатывать эффективные системы пылеудаления, что становится особенно важным с учетом увеличения продолжительности и амбициозности будущих лунных миссий.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
