Für die meisten Menschen auf der Erde mag die Beseitigung von Staub ein geringes Problem darstellen, doch für Astronauten und Raumschiffe, die zum Mond oder zum Mars fliegen, stellt es eine erhebliche Gefahr dar, die gemindert werden muss. Aus diesem Grund suchen Forscher am Kennedy Space Center der NASA in Florida nach innovativen Möglichkeiten, die Electrodynamic Dust Shield (EDS)-Technologie zu nutzen.
Mithilfe transparenter Elektroden und elektrischer Felder kann die EDS-Technologie Staub von einer Vielzahl von Oberflächen für Raumfahrtanwendungen elektrisch anheben und entfernen, von thermischen Strahlern, Sonnenkollektoren und Kameraobjektiven bis hin zu Raumanzügen, Stiefeln und Helmvisieren. Die Kontrolle und Entfernung des statisch aufgeladenen Staubs wird für den Erfolg von Mondmissionen im Rahmen der CLPS-Initiative (Commercial Lunar Payload Services) und der Artemis-Kampagne der Agentur von entscheidender Bedeutung sein.
„Bei diesen CLPS- und Artemis-Missionen ist die Staubexposition ein Problem, da die Mondoberfläche ganz anders ist als das, was wir hier gewohnt sind“, sagte Dr. Charles Buhler, leitender Forschungswissenschaftler am Electrostatics and Surface Physics Laboratory in Kennedy. „Mondregolithstaub kann in Dichtungen und Versiegelungen, in Luken und sogar in Lebensräume gelangen, was für Raumfahrzeuge und Astronauten viele Probleme darstellen kann.“
Im Gegensatz zu Staubpartikeln auf der Erde ist der Staub auf der Mondoberfläche scharfkantig und abrasiv – wie winzige Glassplitter –, da er weder Witterungseinflüssen noch Elementen wie Wasser und Sauerstoff ausgesetzt war.
„Das einfache Streichen von Mondregolith über Oberflächen kann das Problem verschlimmern, da es außerdem sehr elektrostatisch aufgeladen und stark isolierend ist“, sagte Buhler.
Basierend auf dem 1967 von der NASA entwickelten Electric Curtain-Konzept wird die EDS-Technologie seit 2004 bei Kennedy entwickelt.
Im Jahr 2019 gelangte es zum ersten Mal an Bord der NASA Materials International Space Station Experiment 11-Mission in die erdnahe Umlaufbahn. Die EDS-Technologie wurde in 12 verschiedene Panels aus Glas, Polyimid und Prototyp-Raumanzugstoff eingebettet und zur Erprobung an die Internationale Raumstation geschickt das Vakuum des Weltraums.
Bevor EDS in den Weltraum gelangte, wurde es überwiegend in Vakuumkammern getestet, die vielversprechende Ergebnisse bei der Entfernung von Simulanzien und Mondregolithproben, die während der Apollo-Missionen der NASA gesammelt wurden, innerhalb einer Sekunde von Oberflächen lieferten.
Zuletzt wurde die EDS-Technologie im Rahmen der ersten Mondlandemission von Intuitive Machines in zwei Linsen von EagleCam eingebettet, einem CubeSat-Kamerasystem, das von Studenten der Embry Riddle Aeronautical University in Daytona Beach, Florida, entwickelt wurde. Nach der Landung wurde das EagleCam-Instrument erfolgreich vom Odysseus-Lander von Intuitive Machines aus eingesetzt. Den Teams bei Embry Riddle gelang es nicht, wie erhofft Bilder des Landers aufzunehmen, sie konnten jedoch andere Datensätze sammeln, unter anderem von der EDS-Technologie.
Später in diesem Jahr soll im Rahmen der CLPS-Initiative-Mission der NASA mit dem kommerziellen Partner Firefly Aerospace eine weitere Demonstration der EDS-Technologie auf dem Mond landen.
„Das Team hat enorm viel Arbeit und Hingabe investiert. EDS gilt als die führende Technologie und die beste, die wir für die Staubentfernung für Raumfahrtanwendungen haben“, sagte Bühler. „Als dedizierte Nutzlast auf einer Mission zum Mond zu fliegen, ist sehr aufregend.“
Laut Bühler könnte die EDS-Technologie eine erste Verteidigungslinie sein, um bei künftigen Artemis-Missionen eine ausgedehnte menschliche Präsenz auf dem Mond aufzubauen.
Von ihren Anwendungen zum Schutz von Werkzeugen, Maschinen und Raumanzügen könnte die Technologie möglicherweise sogar dazu beitragen, alltägliche Aufgaben zu verbessern, indem sie auf kleine Komponenten wie Dichtungen, Dichtungen und Luken angewendet wird. Dies könnte Astronauten die Mühe ersparen, mit zusätzlichen Reinigungsmitteln zum Mond zu reisen.
„Die EDS-Technologie kann außerhalb eines Habitats eingesetzt werden, um die Reinigung von Oberflächen wie Geländern und Böden zu unterstützen, sie kann aber auch im Inneren eingesetzt werden“, sagte Buhler. „Alle diese Anwendungen werden evaluiert und getestet.“