2023-07-29 23:55:59
穿着太空服的芭比娃娃一直在帮助科学家解决月球尘埃问题。
现在芭比已经真正帮助太空探索了。在最近的实验中,科学家们使用这些娃娃来测试从宇航服中去除月球尘埃的方法。团队给芭比娃娃穿上了量身定制的太空服,并给她涂上了火山灰,并喷洒了液氮。他们发现这种技术比以前的清洁方法更有效。
为什么月球尘埃是一个问题?
月球尘埃“无处不在、具有磨损性且带电” 。这些“令人讨厌的粘性”微观颗粒静态地粘附在宇航员的宇航服上,并且很难清除。
在阿波罗任务期间,宇航员无法使用标准刷子清除灰尘,导致宇航服上的密封件损坏。
如果密封件上有足够的灰尘,或者发生足够的磨损,那么这些密封件将无法正确固定……要么会泄漏,要么根本无法密封。
除了对宇航服造成损害之外,吸入月球尘埃还会对肺部造成严重损害,“呼吸磨碎的玻璃纤维”。随着未来再次前往月球的计划已经在进行中,显然需要一种新颖的清洁技术来防止宇航服和宇航员受到损坏。
研究“莱顿弗罗斯特效应”后受到启发,解决了这个问题。这种物理现象类似于将水滴到热锅上,导致水滴在表面弹跳,并被自身蒸发的蒸汽推动和封装。
将一些剩余的液氮倒在地板上后,所有灰尘都被拾起并移向表面的最低点。我们知道这是莱顿弗罗斯特效应,但我们不知道为什么它会扬起灰尘。
用液氮喷洒宇航服也能产生类似的效果。在“意外元素”计划中,描述为一种“低温洗车”,当宇航员从月球表面进入栖息地时,可以将液氮喷洒到宇航员身上。
该团队在常温和类似月球的真空环境中测试了液氮喷雾在织物上的情况。然而,在采购月球尘埃时,他们必须发挥创意。
“我们的兴奋剂实际上是圣海伦斯火山喷发的火山灰,我们发现它与我们测试的物质具有非常相似的特性。”
液氮喷雾的工作原理是结合莱顿弗罗斯特效应和“沸腾液体膨胀蒸气爆炸”效应。后者导致液氮转化为气体,将一些月球尘埃推入周围的空气中。
在宇航员脱下宇航服之前找到一种方法去除空气中的推动灰尘仍然是一个悬而未决的问题,“否则他们将冒着将灰尘带回肺部的风险”。
在环境环境和真空环境中进行测试时,按质量计算,去除率分别为 97% 和 98.4%。
实验取得初步成功后,测试比例模型,以确保液氮喷雾发挥作用。芭比娃娃又到了穿上宇航服的时候了。
我们给这个芭比娃娃穿上了套装,在她身上覆盖了灰尘,然后使用喷雾棒,我们实际上能够将芭比娃娃旋转 360 度,就像宇航员在气闸室中一样。我们的去除率非常高,而且重要的是……对宇航服的损坏最小。
下一阶段的研究希望更好地模拟月球上的环境,包括模拟月球尘埃本身的静电荷。希望这种方法能够在月球上进行测试,但使用的是人类宇航员,而不是真人大小的芭比娃娃模型。
源:BBC
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