Новое исследование, опубликованное в журнале Engineering, проливает свет на поведение частиц лунного реголита под воздействием внешнего электрического поля, что может произвести революцию в исследовании космоса и использовании лунных ресурсов.

Исследование, проведённое группой ученых из Лаборатории космических технологий Цянь Сюэсэня, Университета Цинхуа и других институтов, фокусируется на свойствах и динамике частиц лунных образцов, доставленных китайской миссией «Чанъэ-5».

Целью исследования является изучение манипулирования лунными частицами посредством применения внешнего электрического поля, —  метода, который обещает быть перспективным для управления космическими частицами. Этот контроль имеет важное значение для различных космических применений, включая устранение пыли, транспортировку сырья и обогащение минералов.

(a) Микроисследование и (b)–(e) СЭМ-наблюдения поверхности MLI после столкновения с частицами CE5 LS (f) микроисследование и (g)–(h) СЭМ-наблюдения поверхности арамидной ткани после столкновения с частицами CE5 LS. Источник: Junping Gu et al

Эксперименты проводились в условиях вакуума, имитирующих лунную среду. Исследователи использовали образцы лунного реголита миссии «Чанъэ-5» и подвергали их воздействию электрического поля, создаваемого двумя параллельными латунными электродами. В ходе исследования наблюдался процесс зарядки, динамика частиц и воздействие этих заряженных частиц на аэрокосмические материалы.

Результаты выявили существенные различия в процессе зарядки и электростатической проекции частиц лунного реголита в условиях высокого вакуума по сравнению с атмосферными условиями. Было обнаружено, что частицы диаметром от 27,7 до 139,0 микрометров более восприимчивы к отрицательной зарядке во внешнем электрическом поле. Были измерены заряд, полученный лунными образцами, и отношение заряда к массе, что предоставило ценные данные для будущих решений лунной инженерии.

Исследование также выявило значительные повреждения на целевых ударных поверхностях, что указывает на потенциальную опасность, которую частицы лунного реголита представляют для аэрокосмических материалов. Это понимание имеет решающее значение при разработке защитных мер для космических аппаратов и лунных жилищ.

«Это исследование имеет важное значение для понимания поведения лунных частиц и их взаимодействия с электрическими полями. Результаты этого исследования могут быть использованы для разработки новых методов использования лунного реголита, которые необходимы для исследования дальнего космоса и строительства лунных баз  », — отметил один из авторов исследования.

Исследование способствует более глубокому пониманию фундаментальных принципов, лежащих в основе экранирования и использования лунного реголита.

Всестороннее исследование свойств индукционной зарядки образцов лунного реголита и их динамики под действием внешнего электрического поля заполнило пробел в экспериментальных данных в этой научной области. Результаты не только расширяют знания о поведении лунных частиц, но и вдохновляют инновационные подходы к управлению лунными ресурсами, прокладывая путь к устойчивому и эффективному исследованию Луны.

Подробнее на iXBT