สเปรย์ไนโตรเจนเหลวสามารถทำความสะอาดฝุ่นดวงจันทร์ที่ดื้อรั้นได้

เครื่องพ่นกำจัดฝุ่นดวงจันทร์จำลองได้มากกว่า 98% ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศโดยสร้างความเสียหายให้กับชุดอวกาศน้อยที่สุด ซึ่งมีประสิทธิภาพดีกว่าเทคนิคใดๆ ที่ได้รับการตรวจสอบก่อนหน้านี้ นักวิจัยรายงานผลงานของพวกเขาในวารสารActa Astronautica ในขณะที่ผู้คนจัดการส่งคนขึ้นไปบนดวงจันทร์ได้ แต่พวกเขาก็ยังไม่รู้ว่าจะรักษาพวกเขาให้สะอาดได้อย่างไร เช่นเดียวกับถั่วลิสงบรรจุภัณฑ์ที่เกาะแน่นที่สุด ฝุ่นพระจันทร์เกาะติดกับทุกสิ่งที่สัมผัส ที่เลวร้ายยิ่งกว่าการบรรจุถั่วลิสง ฝุ่นประกอบด้วยอนุภาคที่ละเอียดมากซึ่งมีความสม่ำเสมอของไฟเบอร์กลาสบด Ian Wells ผู้เขียนคนแรกของหนังสือพิมพ์และเป็นผู้อาวุโสใน School of Mechanical and Materials Engineering ของ WSU กล่าวว่า "ฝุ่นดวงจันทร์มีประจุไฟฟ้าสถิต มีฤทธิ์กัดกร่อนและเข้าไปได้ทุกที่ ทำให้เป็นสสารที่รับมือได้ยากมาก" "คุณจบลงด้วยฝุ่นชั้นดีเป็นอย่างน้อยเพียงแค่ครอบคลุมทุกอย่าง" ระหว่างภารกิจอะพอลโล 6 คนสู่ดวงจันทร์ในช่วงทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 นักบินอวกาศใช้แปรงปัดฝุ่นออกจากชุดอวกาศ แต่ก็ไม่ได้ผลดีนัก อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและฝุ่นละอองขนาดเล็กสามารถเข้าไปในเครื่องยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ พวกเขายังได้เข้าไปในชุดอวกาศ ทำลายผนึก และทำให้ชุดราคาแพงบางชุดใช้งานไม่ได้ นักบินอวกาศยังได้รับความทุกข์ทรมานจาก "ไข้ละอองฟางตามจันทรคติ" และนักวิจัยคิดว่าการสัมผัสกับ ฝุ่น เป็นเวลานานอาจทำให้ปอดเสียหายได้เช่นเดียวกับโรคปอดดำ “มันก่อให้เกิดปัญหามากมายที่ส่งผลกระทบต่อภารกิจรวมถึงนักบินอวกาศเมื่อพวกเขากลับบ้าน” เวลส์กล่าว ภารกิจอาร์ทิมิสของ NASA ตั้งเป้าส่งผู้หญิงคนแรกและมนุษย์ผิวสีคนแรกบนดวงจันทร์ในปี 2568 ด้วยความหวังที่จะตั้งค่ายฐานที่นั่นเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ต่อไป ดังนั้นพวกเขาจึงสนใจที่จะหาทางแก้ปัญหาฝุ่นบนดวงจันทร์ ในงานของพวกเขา ทีมวิจัยได้สาธิตเทคโนโลยีที่ใช้ Leidenfrost Effect เพื่อทำความสะอาดชุดอวกาศ เอฟเฟกต์สามารถเห็นได้เมื่อเทน้ำเย็นลงบนกระทะร้อน ซึ่งมันจะลอยขึ้นและเคลื่อนไปทั่วกระทะ ฉีดพ่นไนโตรเจนเหลวที่เย็นจัดลงบนวัสดุที่ปกคลุมด้วยฝุ่นที่อุ่นกว่า จากนั้นละอองฝุ่นจะลอยขึ้นและลอยออกไปบนไอไนโตรเจน ทีมงานได้ทดสอบวิธีการทำความสะอาดของพวกเขาภายใต้สภาวะบรรยากาศปกติและในสุญญากาศที่คล้ายกับนอกโลกมากกว่า โดยเครื่องพ่นจะทำงานได้ดีกว่าในบรรยากาศสุญญากาศ สเปรย์ไนโตรเจนเหลวยังอ่อนโยนต่อวัสดุของชุดอวกาศมากกว่าวิธีการทำความสะอาดอื่นๆ ในขณะที่แปรงสร้างความเสียหายให้กับวัสดุชุดอวกาศหลังจากแปรงเพียงครั้งเดียว สเปรย์ไนโตรเจนเหลวใช้เวลา 75 รอบก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้น แนวคิดการทำความสะอาดที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของนักวิจัยได้รับการสนับสนุนจากทุน NASA ได้รับรางวัลสูงสุดเมื่อปีที่แล้วที่งาน Breakthrough, Innovative and Game-changing (BIG) Idea Challenge ของเอเจนซี่ นอกจาก Wells แล้ว นักวิจัยระดับปริญญาตรีในบทความนี้ยังรวมถึง John Bussey และ Nathaniel Swets Jacob Leachman รองศาสตราจารย์จาก School of Mechanical and Materials Engineering เป็นผู้นำโครงการนี้ ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อทำความเข้าใจและสร้างแบบจำลองปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างอนุภาคฝุ่นและไนโตรเจนเหลวที่ช่วยให้กระบวนการทำความสะอาดทำงานได้ พวกเขายังยื่นขอทุนสนับสนุนอื่นเพื่อทดสอบเทคโนโลยีเพิ่มเติมในสภาวะที่ใกล้เคียงอวกาศรอบนอกมากขึ้น เช่น ในแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์