En los próximos años, la NASA volverá a la Luna por primera vez desde la Era de Apolo. En lugar de ser una operación de "huellas y banderas", el Proyecto Artemis pretende ser el primer paso para crear una presencia humana sostenible en la Luna. Naturalmente, esto presenta una serie de desafíos, uno de los cuales tiene que ver con el regolito lunar (también conocido como moondust). Por esta razón, la NASA está investigando estrategias para mitigar esta amenaza.
Como Robert A. Heinlein puede atestiguar, ¡la Luna es una amante dura! Experimenta rangos extremos de temperatura de la superficie, que van desde máximos de 117 ° C (242 ° F) a mínimos de -173 ° C (-279 ° F). Tampoco hay atmósfera ni campo magnético protector para hablar, lo que significa que los astronautas estarán expuestos a una intensa cantidad de radiación en la Luna, entre 110 y 380 mSv al año, en comparación con un promedio de 2.4 mSv en la Tierra.
Sin embargo, el polvo lunar es especialmente problemático debido a la forma irregular y afilada que tiene. Este polvo se formó por millones de años de impactos de meteoritos que fundieron material de silicato y crearon pequeños fragmentos de fragmentos de vidrio y minerales. Para empeorar las cosas, se adhiere a casi todo lo que toca, incluidos los trajes espaciales (como sin duda notaron los astronautas del Apolo).
Esto se debe no solo al hecho de que las partículas de polvo tienen bordes irregulares, sino también a su carga electrostática. En el lado de la Luna, la radiación ultravioleta del Sol hace que los electrones se pierdan por las capas superiores de polvo, lo que le da una carga neta positiva. Alrededor de los polos y el lado oscuro, el plasma solar hace que el regolito recoja electrones, dándole una carga negativa neta.
Como resultado, este polvo no solo representa una amenaza significativa para la maquinaria que tiene partes móviles (como los radiadores), sino que también puede interferir con la electrónica al acumular cargas electrostáticas. Para abordar esto, los investigadores de la NASA han desarrollado un recubrimiento avanzado que podría usarse en todo, desde la ISS y la nave espacial hasta satélites y trajes espaciales.
El recubrimiento fue desarrollado por los tecnólogos de Goddard Vivek Dwivedi y Mark Hasegawa como parte del programa de Respuesta dinámica de los entornos de la NASA en los asteroides, la Luna y las lunas de Marte (DREAM2). El recubrimiento consiste en capas atómicas de óxido de titanio, que se aplica a los pigmentos secos de pinturas usando un método conocido como tecnología avanzada llamado deposición de capa atómica.
Este proceso, que se usa regularmente para fines industriales, implica colocar un sustrato (en este caso, óxido de titanio) dentro de una cámara del reactor y pulsar diferentes tipos de gases para crear capas que no son más gruesas que un solo átomo. Originalmente, este recubrimiento estaba destinado a proteger la electrónica de las naves espaciales mientras vuelan a través de nubes de plasma conductivas en la magnetosfera de la Tierra, también el resultado del viento solar.
Para probar el recubrimiento, Dwivedi y su equipo han preparado una paleta experimental cubierta con obleas recubiertas, que actualmente están siendo expuestas al plasma a bordo de la Estación Espacial Internacional. Combinado con lo que sabemos sobre el polvo lunar, este recubrimiento podría significar la diferencia entre el éxito futuro y el fracaso, no solo con Artemis, sino también con sus planes a largo plazo. Como dijo Farrell:
“Hemos realizado una serie de estudios que investigan el polvo lunar. Un hallazgo clave es hacer que la piel externa de los trajes espaciales y otros sistemas humanos sea conductora o disipativa. De hecho, tenemos estrictos requisitos de conductividad en naves espaciales debido al plasma. Las mismas ideas se aplican a los trajes espaciales. Un objetivo futuro es que la tecnología produzca materiales de piel conductivos, y esto se está desarrollando actualmente ”.
Mirando hacia el futuro, Farrell, Dwivedi y sus colegas planean mejorar aún más sus capacidades de deposición de capa atómica. Esto requerirá un reactor más grande para aumentar el rendimiento del pigmento de mitigación de carga, que pretenden construir. Una vez que se haya completado, el siguiente paso consistirá en probar el pigmento en trajes espaciales.
"La construcción de un sistema de deposición de capa atómica de gran volumen para crear kits que puedan cubrir grandes superficies, como las superficies móviles, para las pruebas, puede beneficiar aún más las tecnologías para la exploración lunar", dijo Farrell. Esto es ciertamente cierto considerando el deseo de la NASA de trabajar con socios internacionales para establecer un puesto avanzado permanente alrededor de la región polar sur de la Luna.
