Het verslaan van stof kan voor de meeste mensen op aarde een kleine zorg zijn, maar voor astronauten en ruimtevaartuigen die bestemd zijn voor de maan of Mars is het een aanzienlijk gevaar dat moet worden beperkt. Daarom zoeken onderzoekers van het Kennedy Space Center van NASA in Florida naar innovatieve manieren om de Electrodynamic Dust Shield-technologie (EDS) te gebruiken.

Met behulp van transparante elektroden en elektrische velden kan EDS-technologie stof elektrisch optillen en verwijderen van een verscheidenheid aan oppervlakken voor ruimtetoepassingen, variërend van thermische radiatoren, zonnepanelen en cameralenzen tot ruimtepakken, laarzen en helmvizieren. Het beheersen en verwijderen van het statisch geladen stof zal van cruciaal belang zijn voor het succes van maanmissies in het kader van het CLPS-initiatief (Commercial Lunar Payload Services) en de Artemis-campagne van het agentschap.

"Voor deze CLPS- en Artemis-missies is blootstelling aan stof een probleem, omdat het maanoppervlak heel anders is dan wat we hier gewend zijn", zegt dr. Charles Buhler, hoofdonderzoeker bij het Electrostatics and Surface Physics Laboratory in Kennedy. "Maanregolietstof kan in pakkingen en afdichtingen terechtkomen, in luiken en zelfs in leefgebieden, wat voor veel problemen kan zorgen voor ruimtevaartuigen en astronauten."

In tegenstelling tot stofdeeltjes op aarde is stof op het maanoppervlak scherp en schurend, net als kleine stukjes glas, omdat het niet is blootgesteld aan weersinvloeden en elementen als water en zuurstof.

"Het eenvoudigweg borstelen van maanregoliet over oppervlakken kan het probleem verergeren, omdat het ook zeer elektrostatisch geladen en sterk isolerend is", aldus Buhler.

Gebaseerd op het Electric Curtain-concept, ontwikkeld door NASA in 1967, wordt de EDS-technologie sinds 2004 bij Kennedy ontwikkeld.

Het vond voor het eerst zijn weg naar een lage baan om de aarde aan boord van de NASA Materials International Space Station Experiment 11-missie in 2019. EDS-technologie werd ingebed in 12 verschillende panelen gemaakt van glas, polyimide en prototype ruimtepakstof en naar het internationale ruimtestation gestuurd om te testen in het vacuüm van de ruimte.

Voordat EDS de ruimte bereikte, werd EDS voornamelijk getest in vacuümkamers, wat veelbelovende resultaten opleverde bij het binnen een seconde verwijderen van simulanten en monsters van maanregoliet, verzameld tijdens NASA's Apollo-missies, van oppervlakken.

Recentelijk werd, als onderdeel van de eerste maanlandermissie van Intuitive Machines, EDS-technologie ingebed in twee lenzen van EagleCam, een CubeSat-camerasysteem ontwikkeld door studenten van de Embry Riddle Aeronautical University in Daytona Beach, Florida. Na de landing werd het EagleCam-instrument met succes ingezet vanaf de Odysseus-lander van Intuitive Machines. De teams van Embry Riddle konden geen beelden van de lander verkrijgen zoals ze hadden gehoopt, maar ze konden wel andere datasets verzamelen, onder meer van de EDS-technologie.

Later dit jaar zal er weer een EDS-technologiedemonstratie op de maan landen als onderdeel van NASA's CLPS-initiatiefmissie met commerciële partner Firefly Aerospace.

"Het team heeft enorm veel werk en toewijding gestoken. EDS wordt beschouwd als de toonaangevende technologie en de beste die we hebben voor het verwijderen van stof voor ruimtetoepassingen", aldus Buhler. "Het is erg spannend om als speciale lading op een missie naar de maan te vliegen."

Volgens Buhler zou EDS-technologie een eerste verdedigingslinie kunnen zijn voor het vestigen van een uitgebreide menselijke aanwezigheid op de maan met toekomstige Artemis-missies.

Vanuit de toepassingen met het beschermen van gereedschappen, machines en ruimtepakken zou de technologie mogelijk zelfs kunnen helpen de dagelijkse taken te verbeteren door te worden toegepast op kleine componenten zoals pakkingen, afdichtingen en luiken. Dit zou astronauten het gedoe kunnen besparen om met extra schoonmaakmiddelen naar de maan te reizen.

"EDS-technologie kan buiten een leefgebied worden gebruikt om oppervlakken zoals balustrades en vloeren schoon te maken, maar het kan ook binnen worden gebruikt", aldus Buhler. "Al deze toepassingen worden geëvalueerd en getest."

Geleverd door NASA