A livello globale viene condotta una continua ricerca sull’utilizzo della Luna come base avanzata per l’esplorazione dello spazio profondo, e la Corea non fa eccezione in questi sforzi. Il Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) ha implementato con successo un ambiente elettrostatico che simula le condizioni della superficie lunare, non nello spazio ma sulla Terra. I ricercatori ne hanno anche valutato le prestazioni e l'efficacia.
Tra le minacce più gravi nell'esecuzione di missioni lunari c'è l'ambiente della superficie lunare, che è carico elettrostaticamente. A causa della sua atmosfera estremamente sottile, la Luna è direttamente esposta ai raggi ultravioletti solari, ai raggi X, al vento solare, al plasma terrestre, ecc. Pertanto, le nuvole di polvere sulla Luna mostrano una forte elettricità statica. L'ambiente elettrostatico della Luna è carico positivamente durante il giorno e negativo durante la notte.
Dato che la Luna è quasi priva di atmosfera, la polvere può essere facilmente spazzata via anche con piccoli impatti a causa della minima resistenza dell'aria. Le particelle di regolite caricate elettrostaticamente possono causare gravi danni ai dispositivi di esplorazione spaziale quando rimangono bloccati su di essi.
Ad esempio, quando attaccate alle celle fotovoltaiche, queste particelle degradano l’efficienza della generazione di elettricità. Nelle missioni con equipaggio, possono danneggiare le tute spaziali che proteggono gli astronauti o penetrare nel sistema respiratorio, con conseguenze potenzialmente letali.
Il gruppo di ricerca del KICT, guidato dal dottor Shin Hyusoung (insieme al ricercatore senior Chung Taeil e al dottor Park Seungsoo), ha sviluppato una camera progettata per simulare condizioni di carica elettrica. L'obiettivo è realizzare un ambiente elettrostatico che assomigli alla superficie lunare.
La camera sviluppata da KICT incorpora lampade ultraviolette, raggi elettronici e generatori di plasma per caricare positivamente o negativamente le superfici degli oggetti di prova. In futuro, questa apparecchiatura potrà essere utilizzata per caricare elettrostaticamente una replica del suolo lunare utilizzando radiazioni ultraviolette e fasci di elettroni. Aiuterà a determinare quanto materiale aderisce ai rover e ad anticipare potenziali problemi.
Questa tecnologia va oltre la semplice conduzione della carica elettrostatica per simulare l'ambiente elettricamente carico della Luna in varie condizioni, come ambienti diurni o notturni mentre viene influenzato dal plasma terrestre.
Il più grande risultato di questo lavoro di ricerca risiede nella capacità dell'apparecchiatura sviluppata di misurare, in modo quantitativo e indipendente, la quantità di corrente fotoelettrica generata, che ha l'effetto più significativo sul caricamento della polvere lunare durante il giorno della luna. L'errore tra la misurazione sperimentale ottenuta in questa ricerca e il corrispondente valore teorico era compreso tra circa il 5%, dimostrando l'affidabilità della tecnologia sviluppata.
Pertanto, i tentativi del KICT hanno avuto successo non solo nel riprodurre un ambiente simile alla luna in cui la polvere del suolo rimane caricata elettrostaticamente, ma anche nello sviluppare una tecnologia di valutazione per tale ambiente. Questo lavoro di ricerca ha gettato le basi per dotare una camera a vuoto termico sporca (DTVC) su larga scala con l'attrezzatura sviluppata per implementare un ambiente caricato elettrostaticamente e valutarne ulteriormente le prestazioni.
Il dottor Shin, Hyusoung, che ha guidato questo progetto, ha dichiarato:"La nostra ricerca presenta la possibilità di integrare efficacemente il DTVC a grandezza naturale, sviluppato dalla Corea per la prima volta al mondo, con la tecnologia di ricarica della polvere lunare. Questa soluzione servirà come un banco di prova per una serie di tecnologie per implementare in futuro l'utilizzo delle risorse in situ (ISRU) sulla Luna, affrontando e rispondendo a una serie di potenziali sfide tecnologiche poste dalla polvere lunare caricata elettricamente."
Il lavoro è pubblicato sulla rivista Aerospace .
Ulteriori informazioni: Seungsoo Park et al, Progettazione e convalida di un'unità di misurazione della corrente fotoelettrica per una camera di simulazione diurna lunare, Aerospaziale (2024). DOI:10.3390/aerospaziale11010069
Fornito dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia
