Липучая и абразивная лунная пыль нарушает герметичность скафандров, вызывает замыкания в технике, проникает в легкие людей. Чтобы удалить ее, можно использовать тот же эффект, благодаря которому капли воды разбегаются по поверхности раскаленной сковороды.
Поверхность Луны покрыта сыпучим реголитом — мелкой пылью, которая намного опаснее пыли, к которой мы привыкли на Земле. Ее частицы не «обработаны» ветром и водой и сохраняют очень острые грани, что делает лунную пыль мощным абразивом. Вдобавок под действием солнечного ветра они приобретают слабый электростатический заряд и прилипают к окружающим предметам.
Для астронавтов, которые работали на поверхности спутника, лунная пыль оказалась одной из самых серьезных проблем. Разрушая герметичные соединения скафандров, она вывела из строя несколько из них. Пыль проникала и внутрь пилотируемых модулей, попадала в легкие, вызывая серьезные проблемы с дыханием. Не менее опасны ее заряженные частицы для электроники.
Удалить эту пыль щеткой не получается: такая обработка только загоняет частицы глубже в углы, складки и сочленения. Поэтому теперь, когда NASA и его партнеры готовятся снова отправлять людей на Луну, проблема стала актуальной. Ученые из Университета штата Вашингтон предложили решить ее, удаляя пыль с помощью жидкого азота. Статья об этом опубликована в журнале Acta Astronautica.
Жидкий азот — криогенная жидкость с экстремально низкой температурой: уже примерно при минус 195 градусах Цельсия она кипит. Оказавшись на куда более теплой поверхности скафандра, жидкий азот моментально закипает, образуя мелкие капли, которые «левитируют» над слоем собственного пара. Такое явление можно наблюдать при попадании капель воды на раскаленную сковороду, оно называется эффектом Лейденфроста. Постепенно испаряясь, капли азота уносят с собой лунную пыль, эффективно очищая поверхность.
Якоб Личман (Jacob Leachman) продемонстрировал это в лабораторных экспериментах с небольшими образцами ткани, которая используется в настоящих скафандрах, и симулятором лунной пыли. Жидкий азот оказался отличным средством: в вакууме, имитировавшем реальные условия на Луне, он удалял более 98 процентов частиц пыли. При этом материал выдерживал до 75 циклов загрязнения и очистки без повреждений.
Работа поддержана грантом NASA и действительно может найти применение в будущих пилотируемых экспедициях к нашему спутнику. Однако прежде авторы планируют лучше разобраться в том, как жидкий азот взаимодействует с пылью, и провести эксперименты не с моделями масштаба 1:6, а с полноразмерными скафандрами и в условиях, приближенных к лунным.