物理科技生物学-PHYICA

欧空川口美沙局正在为月球返回寻找防尘材料

天文学与空间 2022-04-19 00:01:28

由欧洲航天局 阿波罗17号宇航员哈里森·施密特正在收集土壤样本,他的宇航服上沾满了灰尘

美国航天局图像AS17-145-22157

信用:NASA 当人类重返月球时,他们将面临巨大的挑战:月球尘埃

像滑石一样的月壤被认为是月球殖民者面临的最大操作问题

在暴露在灰尘中的几天内,阿波罗宇航服遭遇了遮光罩模糊、机械堵塞和服装层腐蚀

因此,欧空局的一个小组正在研究新的材料选择,作为未来宇航服的基础,或者保护漫游者或固定基础设施

欧空局材料和工艺工程师马尔戈扎塔·霍林斯卡评论说:“在欧空局重返月球之际,我们应该研究如何利用自半个多世纪前设计阿波罗飞船以来材料领域的许多创新。”

“因此,虽然我们目前没有开发新的宇航服,但我们正在研究选择这种宇航服可能使用的候选材料——以及探测车或固定机械和基础设施的保护罩——并进行一些最先进的测试,看看它们如何抵御模拟的月球条件,特别是月球尘埃

" 尘埃之月 正如阿波罗12号指挥官皮特·康拉德指出的那样:“我认为月球表面探索中最令人恼火、最受限制的一个方面可能是尘埃及其对任何东西的粘附,不管是什么样的材料,不管是皮肤、服装材料、金属,也不管它是什么,以及它对一切物体的限制性摩擦作用

" 结果是包括宇航服:“宇航服的整体性确实保持得很好,但在我看来,毫无疑问,再多几件伊娃的衣服,一些东西可能会停止

在月球靴穿在宇航服上的地方,我们穿过了外衣,并开始穿过聚酯薄膜

" 最近,中国的“玉兔一号”月球车被认为在它在月球上的第二天由于月球尘埃堵塞了它的活动部件而无法移动

阿波罗12号宇航员皮特·康拉德的防尘手套的特写镜头

信用:NASA 暴力起源 月球尘埃遍布整个月球,是由微流星体的持续轰击将岩石表面打碎成细小颗粒而产生的

与陆地上的灰尘不同,它从来没有被水或风风化过,所以即使是微小的颗粒也仍然保持着锋利的边缘

月球阳光未经过滤的能量会使尘埃产生严重的静电附着

欧空局结构工程师舒米特·达斯指出:“根据其来源区域,灰尘可能具有非常不同的化学和研磨特性,其精确特性取决于选定的着陆点——这是另一个值得关注的因素。”

“阿波罗号的主要发现之一是月球浮土的磨损效应将是返回月球的主要限制因素

我们希望克服这一点,并使宇航服能够用于比每次阿波罗着陆执行的几次太空行走更多的太空行走——我们的假设是多达2500小时的地面活动

" 模拟月壤的扫描电子显微镜特写,显示(a)东非共同体-1A,(b) LHS-1和(c) LMS-1

信用:欧空局 欧空局正在监督该项目,与法国人类因素专家科美克斯、德国纺织和纤维研究所以及专注于宇航服研究的公民科学组织奥地利空间论坛合作

去年组织了一个研讨会,与不同的材料供应商会面,根据最新进展深入了解有希望的选择

月球服装测试成功 马尔戈扎塔补充说:“没有一种材料能真正胜任这项工作。”

“取而代之的概念是有一个分层的解决方案,并确定哪种功能层的组合在与风化层的物理和化学相互作用方面最有效,以及如何最好地将它们连接起来

然后,我们根据欧空局机器人和人类探索局的同事提供的标准测试这些不同的堆栈

这里的挑战是使测试尽可能稳健,得出可信的结果来指导我们选择取舍和落选

" Bose疲劳测试装置

该测试模拟材料在高应力下的行为

材料样品被压缩和拉伸,相应地

g

手臂和膝盖运动中的屈曲应力

信用:DITF 带有月球土壤模拟物的旋转平台双头研磨机

这种模拟物被连续不断地输送到“磨损者”平台,以解释与宇航服外层接触的月球尘埃的新部分

根据重量和显微图像进一步研究测试材料

信用:DITF 欧空局宇航员中心的研究人员已经确定了一种月球尘埃替代品,它由大约4500万年前附近艾菲尔火山区爆发的火山粉末组成

这将用于新的月球设施,被称为EAC-1

对再现月球尘埃的研究增强了我们对月球表面物质如何转化为下一个外星基地的建筑材料的理解

信用:欧空局 一艘猎户座宇宙飞船与月球前哨“门户”号对接

网关是由国际空间站的伙伴发射的下一个结构

信用:欧洲航天局 德国纺织和纤维研究所正在进行大部分的项目测试

舒米特补充说:“例如,一项磨损测试包括将测试材料放入一个装有模拟月球材料砖块的不倒翁中,以观察它如何持续一段时间——这是根据现有的纺织品测试标准改编的。”

“传统的渗透率测试也在进行中,将高压流体施加到材料上以观察它是否通过

一个用于“热循环”的试验箱正在开发中——在真空条件下将材料暴露在反复的极端温度下

" 一种被称为EAC-1A的月球模拟物被用于项目测试,由欧空局在德国的欧洲宇航员中心开发,由火山土壤加工而成

从太空行走到存储 测试制度着眼于未来宇航服的整个生命周期,也包括太空行走之间的储存时间

舒米特解释道:“未来的宇航服通常会存放在月球轨道上表面撤离点之间的通道上

我们需要知道西装密封、橡胶或其他元素不会因储存时间而退化,因此这也包括加速老化测试,包括潮湿和辐射暴露

"

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/tianwenxue/14864.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~