液氮可能可以在清除宇航服上的月塵時起到作用
如果你曾經去過月球(當然沒有),那麼你一定會知道覆蓋在月球表面的尖銳而粘稠的灰塵會損壞宇航服。根據一項新的研究,噴灑液氮可能是去除這些東西的最佳方法–同時使宇航服保持完好。月球塵埃在科學上被稱為月岩,與地球上的大多數自然塵埃不同。
首先,因為它沒有受到風或水的侵蝕,所以細小的顆粒相當尖銳,具有研磨性。此外,由於被太陽輻射所飽和,它自帶正電荷,導致它粘附在它所接觸的任何東西上。
在阿波羅登月任務中,宇航員們發現,用刷子在清除宇航服上的月塵方面效果很差–事實上,刷子只是起到了磨碎灰塵的作用。一些宇航服在被岩漿損壞後,實際上已無法使用。
這些顆粒對電子或引擎也不是很好,它們甚至導致一些宇航員的呼吸道問題,在他們返回地球後仍然感覺不適。
為了尋求一種比刷子和其他提議的清除石渣方法更有效和更少傷害的替代方法,華盛頓州立大學的科學家最近將目光投向了液氮。
當一種超冷的液體噴灑在覆蓋有模擬岩漿的宇航服材料的較溫暖的樣本上時,灰塵顆粒在氮氣中堆積並飄走。這種反應是由於所謂的萊頓弗羅斯特效應,即一滴液體被一層蒸汽懸浮在表面上。當冷水在熱煎鍋的表面結成珠子並滑過時,這就是它的作用。
被灰色粉塵覆蓋的黑色材料樣品在真空中進行液氮處理之前(左)和之後圖像/華盛頓州立大學
該技術在正常大氣條件下和類似於外太空的真空環境中都進行了測試。它在這兩種情況下都起作用,但在真空中的表現更好,它在真空中去除98.4%的灰塵顆粒。
此外,雖然只是刷了一下被灰塵覆蓋的材料樣本就會損壞它們,但在觀察到任何損壞之前,它們經受住了75次的液氮處理。
科學家們現在計劃在更接近模擬月球表面的條件下進行進一步的測試。關於他們研究的論文–由Jacob Leachman副教授領導–最近發表在Acta Astronautica雜誌上。