ناسا برای حل مشکل گردوغبار ماه با دانشگاه‌های آمریکا همکاری می‌کند

امیر نیک‌رو

۱۳ بهمن ۱۳۹۹ | ۱۶:۰۰ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه

در حالی که ناسا برای سفر به ماه آماده می‌شود، با اعطای وام بلاعوض از دانشجویان دانشگاه‌های آمریکا درخواست کمک کرده تا راه‌حلی مناسب برای چالش سروکار داشتن با گردوغبار ماه پیدا کنند.

آژانس فضایی آمریکا در پروژه‌ای تحقیقاتی با عنوان «پیشگامانه، نوآورانه و تغییردهنده‌ی بازی» (Breakthrough, Innovative, and Game-changing) یا BIG نزدیک به ۱ میلیون دلار به هفت تیم دانشگاهی اعطا کرده است تا به توسعه‌ی راه‌حل‌های ابتکاری در ‌زمینه‌ی کنترل گردوغبار ماه بپردازند.

«نیکی ورکایزر» (Niki Werkheiser) مدیر تکامل فناوری اداره‌ی مأموریت فناوری فضایی ناسا (STMD) گفت: «این چالش یک فرصت هیجان‌انگیز برای دانشجویان و آژانس فضایی است. گردوغبار ماه بر روی همه‌ی کارهایی که در ماه انجام می‌دهیم اثر می‌گذارد، بنابراین برای کاهش یا جلوگیری از اثرات فرسایشی آن، به راهکارهای زیادی نیاز داریم و مفاهیم ابتکاری دانشجویان در این زمینه می‌تواند به ناسا برای حل برخی از مهمترین مشکلاتی که ریزگرد ماه ایجاد می‌کند، کمک کند.»

«راجیو دورسوامی» (Rajiv Doreswamy) مدیر برنامه‌ی مدیر برنامه‌ی اعطای بودجه در دفتر تعامل با صنعت ناسا هم خاطرنشان کرد: «این چالش راهی عالی برای ایجاد یک شبکه‌ی گسترده در زمینه‌ی راه حل‌های یک مسأله‌ی فراگیر است که بر فرود روی ماه، اکتشاف و سکونت در آن اثر می‌گذارد.»

ناسا اسامی شرکت‌های همکار در برنامه‌ی سفر به ماه را اعلام کرد

این تیم‌های منتخب دانشگاهی روش‌ها و فناوری‌هایی را برای سیستم‌هیای فعال کاهش گردوغبار، مانند سیستم‌های تصفیه هوا، و مفاهیم غیرفعال، مانند پدهای فرود و فضای کاری بدون گردوغبار در ماه، توسعه می‌دهند. میزان این وام برای هر تیم، بسته به نمونه‌ی اولیه و هزینه‌ی پیشنهادی متفاوت است. مراکز دانشگاهی حاضر در این چالش به شرح زیر است.

دانسگاه براون و دانشکده‌ی طراحی رود آیلند

راه‌حل الیاف الکترواستاتیک برای مشکل چسبندگی سنگ‌پوشه؛ این روش از طریق پیاده‌سازی الیاف باردار با دافعه‌ی الکترواستاتیک و الیاف جذب‌کننده‌ی سنگ‌پوشه، یک لایه‌ی محافظ برای نقاط آسیب‌پذیرتر لباس فضانوردی ایجاد می‌کند.

مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا

محافظ الکترودینامیکی چندجهته و چندبخشی محل سکونت؛ مجموعه‌ای از پنل‌های تعبیه شده در یک سیستم الکترودینامیکی محافظ گرد و غبار است که برای کاهش سنگ‌پوشه‌های ماه که در فضاهای قابل سکونت نفوذ می‌کنند، استفاده می‌شود.

دانشکده معدن کلرادو

پد نشست و برخاست ماه در محل؛ این سیستم پیشنهادی از دو بخش تشکیل شده است. یک محدوده‌ی توزیع نازل پلیمری که شامل یک سطح تقویت شده با سنگ‌پوشه است و یک سکوی پرتاب و فرود که از فیبر کربن ساخته شده و روی سطح ماه قرار می‌گیرد.

مؤسسه‌ی فناوری جورجیا

برس جداکننده‌ی گردوغبار با استفاده از فناوری الکترودینامیکی و فرابنفش؛ این سیستم یک برس ترکیبی با استفاده از محافظ الکترودینامیکی گردوغبار و فناوری فرابنفش است که گردوغبار ماه را از لباس فضانوردان و دیگر سطوح مورد استفاده پاک می‌کند. این برس حاوی الکترودهایی است که ذرات باردار سنگ‌پوشه را به خود جذب کرده و آن‌ها را از روی لباس می‌زداید. ذرات سنگ‌پوشه‌ی باقیمانده و بدون بار هم توسط پوتوافشان‌های فرابنفش باردار می‌شوند تا امکان حذف توسط سیستم الکترودینامیکی فراهم شود.

دانشگاه علم و فناوری میزوری

حذف فراصوت آلاینده‌ها توسط لرزش سلول‌های خورشیدی؛ با قرار دادن بهینه‌ی تیتانات زیرکونات سرب بر روی لایه‌ی فسفر برنز که برای سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود، شتاب سطحی را افزایش داده و از طریق لرزش فراصوت گردوغبار ماه را از سلول‌های خورشیدی می‌زداید. در این روش همچنین از فرآیند سُل-ژل (رسوب‌دهی محلول شیمیایی) در سطح برای کاهش نیروی واندروالسی استفاده می‌شود.

دانشگاه مرکز فلوریدا

پوشش ریزبافت الکترواستاتیکی کاهش‌دهنده‌ی گردوغبار ماه؛ این سامانه یک راه حل مهندسی مواد با الهام از اندام‌های زیستی است و شامل یک ریزساختار مانند مو می‌شود که از گرده‌افشان‌ها تقلید می‌کند تا برهم‌کنش قوی میان گردوغبار و سطح بیرونی لباس فضایی را کاهش دهد. این تیم با همکاری شرکت Morphotonics پارچه‌های رسانایی تولید می‌کند که بار الکتریکی گردوغبار ماه را از بین می‌برد و برای بهبود طول عمر مواد به‌کار رفته هم از از طرحی مبتنی بر اوریگامی استفاده می‌کند.

دانشگاه ایالتی واشنگتن

سیستم ابتکاری پاک کردن گردوغبار ماه به روش لایدن‌فراست (Leidenfrost)؛ زدودن گردوغبار به روش لایدن‌فراست از روش ابتکاری تبخیر قطرات مایع برودتی برای برداشتن و انتقال گردوغبار ماه از لباس فضانوردان استفاده می‌کند. میله‌ی اسپری برودتی با استفاده از مایعات موجود و بدون نیروی کمکی، گردوغبار را در پایین‌ترین نقطه از بین برده، جمع می‌کند و در یک قفل هوا تحت فشار قرار می‌دهد.

با مشخص شدن تیم‌های حاضر در این چالش، کمک‌های مالی ناسا، برای توسعه و آزمایش فناوری‌ها در محیط‌های شبیه‌سازی شده طی ۱۰ ماه آینده استفاده می‌شود. این تیم‌ها نتایج تحقیق و توسعه‌ی خود را در ماه نوامبر ۲۰۲۱ به یک گروه کارشناسی در ناسا ارائه خواهند داد تا برترین طرح‌ها به این آژانس در سفر به ماه طی برنامه‌ی آرتمیس کمک کنند.