Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Koreanske forskere skaber et elektrostatisk miljø, der simulerer månens overflade

Den fotoelektriske strømmåleenhed. Kredit:Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)

Kontinuerlig forskning udføres globalt i at bruge månen som en avanceret base for dybt rumudforskning, og Korea er ingen undtagelse i disse bestræbelser. Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) implementerede med succes et elektrostatisk miljø, der simulerer månens overfladeforhold, ikke i rummet, men på Jorden. Forskerne vurderede også dens ydeevne og effektivitet.



Blandt de mest alvorlige trusler ved udførelse af månemissioner er månens overflademiljø, som er elektrostatisk ladet. På grund af sin ekstremt tynde atmosfære er månen direkte udsat for solens ultraviolette stråler, røntgenstråler, solvind, jordplasma osv. Således udviser støvskyer på månen stærk statisk elektricitet. Månens elektrostatiske miljø er positivt ladet om dagen og negativt ladet om natten.

Da månen næsten ikke har nogen atmosfære, kan støv let blæses væk selv ved små stød på grund af den minimale luftmodstand. Elektrostatisk ladede regolitpartikler kan forårsage alvorlig skade på rumudforskningsenheder, når de sætter sig fast på dem.

For eksempel, når de sidder fast på PV-celler, forringer disse partikler elproduktionseffektiviteten. I bemandede missioner kan de beskadige rumdragter, der beskytter astronauter eller trænge ind i åndedrætssystemet, hvilket resulterer i livstruende konsekvenser.

KICTs forskerhold, ledet af Dr. Shin Hyusoung (sammen med seniorforsker Chung Taeil og Dr. Park Seungsoo), udviklede et kammer designet til at simulere elektrisk ladede forhold. Målet er at implementere et elektrostatisk miljø, der ligner månens overflade.

Diagram, der viser princippet for designet måleenhed med beskrivelse (ikke i målestok). Kredit:Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)

Kammeret udviklet af KICT inkorporerer ultraviolette lamper, elektroniske stråler og plasmageneratorer til positivt eller negativt at oplade overfladerne på testobjekter. Fremadrettet kan dette udstyr bruges til at elektrostatisk oplade en kopi af månejord ved hjælp af ultraviolet stråling og elektronstråler. Det vil hjælpe med at bestemme, hvor meget materiale der klæber til rovere og at forudse potentielle problemer.

Denne teknologi går ud over blot at udføre elektrostatisk opladning for at simulere månens elektrisk ladede miljø under forskellige forhold, såsom dag- eller natmiljøer, mens den er påvirket af jordplasma.

Den største præstation af dette forskningsarbejde ligger i det udviklede udstyrs evne til på en kvantitativ og uafhængig måde at måle mængden af ​​genereret fotoelektrisk strøm, som har den mest signifikante effekt på opladningen af ​​månestøv i løbet af månens dag. Fejlen mellem den eksperimentelle måling opnået i denne forskning og den tilsvarende teoretiske værdi var inden for ca. 5 %, hvilket viser pålideligheden af ​​den udviklede teknologi.

Som sådan har KICTs forsøg været succesfulde ikke kun med at reproducere et månelignende miljø, hvor jordstøv forbliver elektrostatisk ladet, men også med at udvikle vurderingsteknologi til det. Dette forskningsarbejde har lagt grunden til at udstyre et snavset termisk vakuumkammer (DTVC) i stor skala med det udviklede udstyr til at implementere et elektrostatisk ladet miljø og yderligere vurdere dets ydeevne.

Dr. Shin, Hyusoung, som ledede dette projekt, sagde:"Vores forskning præsenterer muligheden for effektivt at integrere DTVC i fuld størrelse, udviklet af Korea for første gang i verden, med månestøvopladningsteknologi. Denne løsning vil fungere som et testområde for en række teknologier til at implementere in-situ ressourceudnyttelse (ISRU) på månen i fremtiden, der adresserer og reagerer på en række potentielle teknologiske udfordringer, som elektrisk ladet månestøv udgør."

Værket er publiceret i tidsskriftet Aerospace .

Flere oplysninger: Seungsoo Park et al., Design og validering af en fotoelektrisk strømmålingsenhed til Lunar Daytime Simulation Chamber, Aerospace (2024). DOI:10.3390/aerospace11010069

Leveret af National Research Council of Science and Technology




Varme artikler