في السنوات القادمة ، تعود ناسا إلى القمر للمرة الأولى منذ عصر أبولو. بدلاً من أن تكون عملية "آثار أقدام وأعلام" ، يُقصد من مشروع Artemis أن يكون الخطوة الأولى في خلق وجود بشري مستدام على القمر. وبطبيعة الحال ، يقدم هذا عددًا من التحديات ، وليس أقلها علاقة بالقمر القمري (المعروف أيضًا باسم moondust). لهذا السبب ، تحقق ناسا في استراتيجيات التخفيف من هذا التهديد.
كما يمكن أن يشهد روبرت A. Heinlein ، القمر عشيقة قاسية! تشهد نطاقات شديدة في درجة حرارة السطح ، بدءًا من أعلى درجات حرارة تبلغ 117 درجة مئوية (242 درجة فهرنهايت) إلى قيعان -173 درجة مئوية (-279 درجة فهرنهايت). لا يوجد أيضًا جو ولا مجال مغناطيسي وقائي يمكن الحديث عنه ، مما يعني أن رواد الفضاء سيتعرضون لكمية كبيرة من الإشعاع على القمر - بين 110 إلى 380 ملي سيفرت في السنة ، مقارنة بمتوسط 2.4 ملي سيفرت على الأرض.
ومع ذلك ، فإن moondust مزعجة بشكل خاص بسبب الطريقة التي يتم تشكيلها بشكل غير منتظم وحادة الشفرة. تم تشكيل هذا الغبار بملايين السنين من آثار النيازك التي ذابت مادة السيليكات وخلقت شظايا صغيرة من الزجاج وشظايا معدنية. ولجعل الأمور أسوأ ، تلتزم بكل ما تلمسه تقريبًا ، بما في ذلك بدلات الفضاء (كما لاحظ رواد فضاء أبولو بالتأكيد).
هذا لا يرجع فقط إلى حقيقة أن جزيئات الغبار لها حواف خشنة ، ولكن أيضًا بسبب شحنتها الإلكتروستاتيكية. على جانب القمر ، يتسبب الإشعاع فوق البنفسجي من الشمس في فقدان الإلكترونات بواسطة الطبقات العليا من الغبار ، مما يمنحها شحنة موجبة صافية. حول القطبين والجانب المظلم ، تتسبب البلازما الشمسية في أن تلتقط regolith الإلكترونات ، مما يمنحها شحنة سالبة صافية.
ونتيجة لذلك ، لا يشكل هذا الغبار تهديدًا كبيرًا للآلات التي تحتوي على أجزاء متحركة (مثل المشعات) فحسب ، بل يمكنه أيضًا أن يتداخل مع الإلكترونيات من خلال تكوين شحنات إلكتروستاتيكية. ولمعالجة ذلك ، طور باحثو وكالة ناسا طلاءًا متقدمًا يمكن استخدامه في كل شيء من محطة الفضاء الدولية والمركبات الفضائية إلى الأقمار الصناعية وبذلات الفضاء.
تم تطوير الطلاء بواسطة تقنيي Goddard Vivek Dwivedi و Mark Hasegawa كجزء من الاستجابة الديناميكية من وكالة ناسا للبيئات في برنامج الكويكبات والقمر وأقمار المريخ (DREAM2). يتكون الطلاء من طبقات ذرية من أكسيد التيتانيوم ، والتي يتم تطبيقها على أصباغ جافة للدهانات باستخدام طريقة تعرف باسم تقنية متقدمة تسمى ترسيب الطبقة الذرية.
تتضمن هذه العملية ، التي تستخدم بانتظام للأغراض الصناعية ، وضع ركيزة (في هذه الحالة ، أكسيد التيتانيوم) داخل غرفة المفاعل ونبض أنواع مختلفة من الغازات لإنشاء طبقات ليست أكثر سمكًا من ذرة واحدة. في الأصل ، كان الهدف من هذا الطلاء حماية إلكترونيات المركبات الفضائية أثناء تحليقها عبر غيوم بلازما موصلة في الغلاف المغناطيسي للأرض - أيضًا نتيجة الرياح الشمسية.
لاختبار الطلاء ، أعد دويفيدي وفريقه منصة تجريبية مغطاة بالرقائق المغلفة ، والتي تتعرض حاليًا للبلازما على متن محطة الفضاء الدولية. إلى جانب ما نعرفه عن الغبار القمري ، يمكن أن يعني هذا الطلاء الفرق بين النجاح المستقبلي والفشل ، ليس فقط مع Artemis ، ولكن مع خططها طويلة المدى. كما قال فاريل:
لقد أجرينا عددًا من الدراسات التي تحقق في غبار القمر. إحدى النتائج الرئيسية هي جعل الجلد الخارجي لبدلات الفضاء والأنظمة البشرية الأخرى موصلاً أو مشتتًا. في الواقع ، لدينا متطلبات موصلية صارمة على المركبة الفضائية بسبب البلازما. تنطبق نفس الأفكار على بدلات الفضاء. الهدف المستقبلي هو أن تقوم التكنولوجيا بإنتاج مواد بشرة موصلة ، ويتم تطوير ذلك حاليًا ".
واستشرافا للمستقبل ، يخطط فاريل ، دويفيدي ، وزملاؤهم لزيادة تعزيز قدراتهم على ترسيب الطبقة الذرية. سيتطلب ذلك مفاعلًا أكبر لزيادة إنتاج الصبغة المخففة للشحنة ، التي ينوون بناءها. بمجرد اكتمال ذلك ، ستشمل الخطوة التالية اختبار الصبغة على بدلات الفضاء.
قال فاريل: "إن إنشاء نظام لترسيب الطبقة الذرية بكميات كبيرة لإنشاء مجموعات يمكنها تغطية مساحات كبيرة من السطح ، مثل الأسطح المتجوّلة ، للاختبار يمكن أن يفيد تقنيات استكشاف القمر." هذا صحيح بالتأكيد بالنظر إلى رغبة ناسا في العمل مع شركاء دوليين لإنشاء موقع دائم دائم حول المنطقة القطبية الجنوبية للقمر.
