Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Koreaanse onderzoekers creëren een elektrostatische omgeving die het oppervlak van de maan simuleert

De foto-elektrische stroommeeteenheid. Credit:Korea Instituut voor Civiele Techniek en Bouwtechnologie (KICT)

Er wordt wereldwijd voortdurend onderzoek gedaan naar het gebruik van de maan als geavanceerde basis voor verkenning van de diepe ruimte, en Korea vormt in deze inspanningen geen uitzondering. Het Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) heeft met succes een elektrostatische omgeving geïmplementeerd die de oppervlaktecondities van de maan simuleert, niet in de ruimte maar op aarde. De onderzoekers beoordeelden ook de prestaties en effectiviteit ervan.



Een van de ernstigste bedreigingen bij het uitvoeren van maanmissies is de oppervlakteomgeving van de maan, die elektrostatisch geladen is. Vanwege de extreem dunne atmosfeer wordt de maan direct blootgesteld aan ultraviolette straling van de zon, röntgenstraling, zonnewind, aardplasma, enz. Stofwolken op de maan vertonen dus sterke statische elektriciteit. De elektrostatische omgeving van de maan is overdag positief geladen en 's nachts negatief.

Aangezien de maan vrijwel geen atmosfeer heeft, kan stof dankzij de minimale luchtweerstand zelfs bij kleine schokken gemakkelijk worden weggeblazen. Elektrostatisch geladen regolietdeeltjes kunnen ernstige schade aan ruimteverkenningsapparatuur veroorzaken als ze erop vast komen te zitten.

Wanneer deze deeltjes bijvoorbeeld op PV-cellen blijven plakken, verminderen ze de efficiëntie van de elektriciteitsopwekking. Bij bemande missies kunnen ze ruimtepakken beschadigen die astronauten beschermen of het ademhalingssysteem binnendringen, met levensbedreigende gevolgen tot gevolg.

Het onderzoeksteam van KICT, onder leiding van dr. Shin Hyusoung (samen met senior onderzoeker Chung Taeil en dr. Park Seungsoo), ontwikkelde een kamer die ontworpen was om elektrisch geladen omstandigheden te simuleren. Het doel is om een ​​elektrostatische omgeving te creëren die lijkt op het oppervlak van de maan.

Diagram dat het principe van de ontworpen meeteenheid toont met beschrijving (niet op schaal). Credit:Korea Instituut voor Civiele Techniek en Bouwtechnologie (KICT)

De door KICT ontwikkelde kamer bevat ultraviolette lampen, elektronische stralen en plasmageneratoren om de oppervlakken van testobjecten positief of negatief te laden. In de toekomst kan deze apparatuur worden gebruikt om een ​​replica van maangrond elektrostatisch op te laden met behulp van ultraviolette straling en elektronenstralen. Het zal helpen bepalen hoeveel materiaal zich aan rovers hecht en mogelijke problemen anticiperen.

Deze technologie gaat verder dan alleen het uitvoeren van elektrostatische lading om de elektrisch geladen omgeving van de maan onder verschillende omstandigheden te simuleren, zoals dag- of nachtomgevingen terwijl deze wordt beïnvloed door aardplasma.

De grootste prestatie van dit onderzoekswerk ligt in het vermogen van de ontwikkelde apparatuur om op een kwantitatieve en onafhankelijke manier de hoeveelheid gegenereerde foto-elektrische stroom te meten, die het grootste effect heeft op de lading van maanstof tijdens de dag van de maan. De fout tussen de experimentele meting verkregen in dit onderzoek en de overeenkomstige theoretische waarde lag binnen ongeveer 5%, wat de betrouwbaarheid van de ontwikkelde technologie aantoont.

Als zodanig zijn de pogingen van KICT niet alleen succesvol geweest bij het reproduceren van een maanachtige omgeving waar bodemstof elektrostatisch geladen blijft, maar ook bij het ontwikkelen van beoordelingstechnologie daarvoor. Dit onderzoekswerk heeft de basis gelegd voor het uitrusten van een grootschalige vuile thermische vacuümkamer (DTVC) met de ontwikkelde apparatuur om een ​​elektrostatisch geladen omgeving te implementeren en de prestaties ervan verder te beoordelen.

Dr. Shin, Hyusoung, die dit project leidde, zei:"Ons onderzoek biedt de mogelijkheid om de full-size DTVC, die Korea voor het eerst ter wereld heeft ontwikkeld, effectief te integreren met maanstofoplaadtechnologie. Deze oplossing zal dienen als een proeftuin voor een reeks technologieën om in-situ resource benutting (ISRU) in de toekomst op de maan te implementeren, waarbij een reeks potentiële technologische uitdagingen van elektrisch geladen maanstof worden aangepakt en beantwoord."

Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Aerospace .

Meer informatie: Seungsoo Park et al., Ontwerp en validatie van een foto-elektrische stroommeeteenheid voor maansimulatiekamer overdag, Lucht- en ruimtevaart (2024). DOI:10.3390/ruimtevaart11010069

Geleverd door de Nationale Onderzoeksraad voor Wetenschap en Technologie




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat is het Atacama-skelet en waarom is het zo controversieel?
  2. Klimaatverandering en Brexit dreigen de Nederlandse tulpen te laten verwelken
  3. Onderzoekers voeren een nieuwe analyse van het tarwemicrobioom uit onder vier managementstrategieën
  4. Identificatie van een nieuwe familie van op licht reagerende eiwitten
  5. Oud skelet-DNA suggereert genetische link met eerste mensen in Noord-Amerika
  6. Wetenschappers vinden een manier om de negatieve impact van wolluizen op wijngaarden te voorkomen
  7. Het grote structurele voordeel Eukaryoten hebben over prokaryoten
  8. Hoe plesiosauriërs onder water zwommen
  9. Wetenschap zet nog een stap in het wissen van pijnlijke herinneringen

Wetenschap