Quando gli umani tornano sulla luna, avranno una sfida formidabile in agguato:la polvere lunare. La regolite lunare simile al talco è considerata il più grande problema operativo che i coloni lunari devono affrontare. Entro pochi giorni dall'esposizione alla polvere, Le tute spaziali dell'Apollo soffrivano di visiere oscurate, meccanismi intasati e strati di tuta erosi. Quindi un team dell'ESA sta esaminando nuove opzioni materiali per servire come base per future tute spaziali o proteggere rover o infrastrutture fisse.

"L'idea è venuta fuori che quando l'ESA tornerà sulla luna dovremmo cercare di sfruttare le numerose innovazioni nel campo dei materiali da quando sono state progettate le tute spaziali dell'Apollo, più di mezzo secolo fa, " commenta l'ingegnere dei materiali e dei processi ESA Malgorzata Holynska.

"Quindi, anche se non stiamo sviluppando una nuova tuta spaziale in questo momento, stiamo esaminando la selezione dei materiali candidati che una tuta potrebbe utilizzare, oltre a coperture protettive per rover o macchinari e infrastrutture fissi, e stiamo eseguendo alcuni test all'avanguardia per vedere come resistono alle condizioni lunari simulate, particolarmente polvere lunare."

luna di polvere

Come ha osservato il comandante dell'Apollo 12 Pete Conrad:"Penso che probabilmente uno dei più aggravanti, aspetti limitanti dell'esplorazione della superficie lunare sono la polvere e la sua aderenza a tutto, indipendentemente dal tipo di materiale, che sia pelle, materiale della tuta, metallo, non importa cosa sia e la sua azione restrittiva simile a un attrito su tutto ciò che accade."

Ciò si è rivelato includere tute spaziali:"L'integrità della tuta è rimasta buona, ma non ho dubbi che con un paio di EVA in più qualcosa potrebbe essersi fermato. Nella zona dove gli stivali lunari calzavano sulle tute, indossavamo attraverso l'indumento esterno e cominciavamo a indossare attraverso il Mylar."

Più recentemente, Si ritiene che il rover cinese Yutu-1 sia stato immobilizzato durante il suo secondo giorno sulla luna dalla polvere lunare che ha intasato le sue parti mobili.

origini violente

La polvere lunare è presente in tutta la luna, creato dal bombardamento costante di micrometeoriti frantuma la superficie rocciosa in particelle fini. A differenza della polvere terrestre non è mai stato esposto all'acqua o al vento, in modo che anche le particelle microscopiche mantengano ancora bordi affilati come rasoi. E l'energia non filtrata del sole lunare può conferire alla polvere una forte adesione statica.

"A seconda della sua zona di origine la polvere potrebbe avere caratteristiche chimiche e abrasive molto diverse, con le sue proprietà precise a seconda del sito di atterraggio selezionato, che è un altro fattore di preoccupazione, " nota l'ingegnere strutturista dell'ESA Shumit Das.

"Una delle scoperte chiave di Apollo è stata che gli effetti di abrasione della regolite lunare sarebbero stati il ​​principale fattore limitante nel ritorno sulla luna. Vogliamo superare questo problema e abilitare tute spaziali che potrebbero essere utilizzate per molte più passeggiate spaziali rispetto alle poche eseguite per Atterraggio dell'Apollo:fino a 2, 500 ore di attività in superficie è il nostro presupposto."

L'ESA sta supervisionando il progetto, in collaborazione con lo specialista francese di fattori umani Comex, gli Istituti tedeschi per la ricerca sui tessuti e le fibre e l'organizzazione di scienze dei cittadini il Forum spaziale austriaco, che si concentra sulla ricerca sulle tute spaziali.

L'anno scorso è stato organizzato un workshop per incontrare diversi fornitori di materiali, per ottenere informazioni su opzioni promettenti basate sui progressi più recenti.

Test per il successo dell'abito lunare

"Nessun materiale può davvero fare il lavoro, " aggiunge Malgorzata. "Il concetto invece è quello di avere una soluzione stratificata, e definire quale combinazione di livelli funzionali funziona meglio, in termini di interazioni fisiche e chimiche con la regolite, e come collegarli al meglio. Stiamo quindi testando questi diversi stack rispetto ai criteri forniti dai nostri colleghi della direzione dell'esplorazione robotica e umana dell'ESA. La sfida qui è rendere il test il più robusto possibile, per ottenere risultati credibili per guidare la nostra scelta di compromessi e downselection."

L'Istituto tedesco per la ricerca sui tessuti e le fibre sta eseguendo la maggior parte dei test del progetto.

"Ad esempio, un test di abrasione prevede il posizionamento del materiale di prova in un bicchiere con mattoni di materiale lunare simulato, per vedere come dura nel tempo, che è stato adattato da uno standard di test tessile esistente, " aggiunge Shumit.

"Sono in corso anche i classici test di permeabilità, dove un fluido ad alta pressione viene applicato a un materiale per vedere se passa. Ed è in fase di sviluppo una camera di prova destinata al "ciclo termico", che espone il materiale a ripetute temperature estreme durante la condizione di vuoto".

Un simulante lunare chiamato EAC-1A è impiegato per i test del progetto, sviluppato dal Centro Astronauti Europeo dell'ESA in Germania, lavorati da terreno vulcanico.

Dalle passeggiate spaziali allo stoccaggio

Il regime di test sta esaminando l'intero ciclo di vita di eventuali future tute spaziali, includendo anche il tempo di conservazione tra le passeggiate spaziali. Shumit spiega:"Le tute future verrebbero in genere conservate sul Gateway in orbita lunare tra gli EVA di superficie. Dobbiamo sapere che le foche delle tute, la gomma o altri elementi non verrebbero degradati durante il loro stoccaggio, in modo che includano anche test di invecchiamento accelerato, compresa l'umidità e l'esposizione alle radiazioni."