Forscher untersuchen Daten eines kürzlich durchgeführten suborbitalen Flugtests, um Mondregolith oder Mondstaub und seine potenziell schädlichen Auswirkungen besser zu verstehen, während die NASA sich darauf vorbereitet, im Rahmen der Artemis-Kampagne Astronauten zurück zur Mondoberfläche zu schicken. Das gemeinsam von der NASA und der University of Central Florida entwickelte Experiment gibt Aufschluss darüber, wie diese abrasiven Staubkörner mit Astronauten, ihren Raumanzügen und anderer Ausrüstung auf dem Mond interagieren.
Das Electrostatic Regolith Interaction Experiment (ERIE) war eine von 14 von der NASA unterstützten Nutzlasten, die am 19. Dezember an Bord der abgeschraubten New Shepard-Rakete von Blue Origin vom Startplatz Eins in West-Texas gestartet wurden. Während des Flugtests sammelte ERIE Daten, um Forschern am Kennedy Space Center der Agentur in Florida bei der Untersuchung von Triboladungen oder reibungsinduzierten Ladungen in der Schwerelosigkeit zu helfen.
Der Mond wird durch Phänomene wie Sonnenwind und ultraviolettes Licht der Sonne stark aufgeladen. Unter diesen Bedingungen werden Regolithkörner von Mondforschern und ihrer Ausrüstung angezogen – stellen Sie sich das ähnlich wie die statische Aufladung vor, die entsteht, wenn man einen Ballon am Kopf einer Person reibt. Genügend Regolith kann dazu führen, dass Instrumente überhitzen oder nicht wie vorgesehen funktionieren.
„Wenn Sie beispielsweise Staub auf einen Astronautenanzug bekommen und ihn zurück in den Lebensraum bringen, könnte sich dieser Staub lösen und in der Kabine herumfliegen“, sagte Krystal Acosta, Forscherin für die triboelektrische Sensorplatinenkomponente der NASA in der ERIE-Nutzlast. „Eines der Hauptprobleme besteht darin, dass es keine Möglichkeit gibt, irgendetwas auf dem Mond elektrisch zu erden. Daher wird selbst ein Lander, Rover oder eigentlich jedes Objekt auf dem Mond eine Polarität haben. Derzeit gibt es keine gute Lösung für das Problem der Staubaufladung.“ .“
Ein Kennedy-Team entwarf und baute die triboelektrische Sensorplatine in der ERIE-Nutzlast, die an Bord der New Shepard eine Höhe von 351.248 Fuß erreichte. In der Mikrogravitationsphase dieses Fluges stießen Staubkörner, die Regolithpartikel simulierten, gegen acht Isolatoren innerhalb von ERIE und erzeugten eine Triboladung. Das Elektrometer maß die negative und positive Ladung des simulierten Regoliths, während dieser sich durch ein während der Schwerelosigkeit angelegtes elektrisches Feld bewegte.
„Wir wollen wissen, wodurch sich der Staub auflädt, wie er sich bewegt und wo er sich letztendlich ablagert. Der Staub hat raue Kanten, die Oberflächen zerkratzen und Wärmestrahler blockieren können“, sagte Jay Phillips, Leiter von Electrostatics Environments and Spacecraft Charging bei NASA Kennedy.
Die ERIE-Nutzlast verbrachte während des suborbitalen Flugs der New Shepard-Kapsel etwa drei Minuten in der Schwerelosigkeit, der etwa zehn Minuten dauerte, bevor sie sicher wieder auf der Erde in der texanischen Wüste landete. Eine Kamera zeichnete die Interaktionen auf und Philips und sein Team überprüfen die Daten.
Die Ergebnisse werden in Bewerbungen für zukünftige Missionen zur Mondoberfläche einfließen. Durch den Einsatz triboelektrischer Sensoren an den Rädern eines Rovers können Astronauten beispielsweise die positiven und negativen Ladungen zwischen dem Fahrzeug und dem Regolith auf der Mondoberfläche messen. Das Endziel besteht darin, Technologien zu entwickeln, die verhindern, dass es während Missionen an Astronautenanzügen und Elektronik haftet und diese beschädigt.
Der Flug wurde vom Flight Opportunities-Programm unterstützt, das Teil des Space Technology Mission Directorate der NASA ist und gemeinsam mit Branchenfluganbietern schnell Raumfahrttechnologien demonstriert.