La pulvérisation d’azote liquide pourrait nettoyer la poussière de lune tenace


Un spray d’azote liquide développé par des chercheurs de l’Université de l’État de Washington peut éliminer la quasi-totalité de la poussière lunaire simulée d’une combinaison spatiale, résolvant potentiellement ce qui est un défi important pour les futurs astronautes d’alunissage.

Le pulvérisateur a éliminé plus de 98 % du simulant de poussière lunaire dans un environnement sous vide avec un minimum de dommages pour les combinaisons spatiales, et fonctionne mieux que toutes les techniques qui ont été étudiées précédemment. Les chercheurs rendent compte de leurs travaux dans la revue, Acta Astronautique.

Alors que les gens ont réussi à mettre des hommes sur la lune, ils n’ont pas trouvé comment les garder propres là-bas. Semblable aux cacahuètes d’emballage les plus collantes, la poussière de lune colle à tout ce qu’elle touche. Pire que les cacahuètes d’emballage, la poussière est composée de particules très fines qui ont la consistance de la fibre de verre broyée.

« La poussière de lune est chargée électrostatiquement, abrasive et pénètre partout, ce qui en fait une substance très difficile à gérer », a déclaré Ian Wells, premier auteur de l’article et senior à la School of Mechanical and Materials Engineering de la WSU. « Vous vous retrouvez avec une fine couche de poussière au minimum couvrant tout. »

Au cours des six missions Apollo en équipage sur la Lune dans les années 1960 et au début des années 1970, les astronautes ont utilisé une brosse pour essayer d’enlever la poussière de leurs combinaisons spatiales, mais cela n’a pas très bien fonctionné. Les particules de poussière abrasives et minuscules peuvent pénétrer dans les moteurs et l’électronique. Ils sont également entrés dans les combinaisons spatiales, détruisant leurs sceaux et rendant certaines des combinaisons coûteuses inutilisables. Les astronautes ont également souffert du « rhume des foins lunaire », et les chercheurs pensent qu’une exposition plus longue à la poussière pourrait causer des lésions pulmonaires similaires à celles de la maladie pulmonaire noire.

« Cela a posé beaucoup de problèmes qui ont affecté les missions ainsi que les astronautes une fois rentrés chez eux », a déclaré Wells.

La mission Artemis de la NASA vise à faire atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la lune en 2025 dans l’espoir d’y installer éventuellement un camp de base pour une exploration planétaire plus poussée. Ils souhaitent donc trouver une solution au problème de la poussière lunaire.

Dans leur travail, l’équipe de recherche a démontré sa technologie qui utilise l’effet Leidenfrost pour nettoyer les combinaisons spatiales. L’effet peut être vu lorsque l’on verse de l’eau froide sur une poêle à frire chaude, où elle perle et se déplace à travers la poêle. Vaporisez l’azote liquide très froid sur un matériau couvert de poussière plus chaud, et les particules de poussière se perlent et flottent sur la vapeur d’azote.

L’équipe a testé sa méthode de nettoyage dans des conditions atmosphériques normales et dans un vide qui ressemble davantage à l’espace extra-atmosphérique, le pulvérisateur fonctionnant mieux dans l’atmosphère sous vide.

La pulvérisation d’azote liquide était également beaucoup plus douce pour les matériaux de la combinaison spatiale que les autres méthodes de nettoyage. Alors qu’une brosse a endommagé le matériau de la combinaison spatiale après un seul brossage, la pulvérisation d’azote liquide a nécessité 75 cycles avant que des dommages ne se produisent.

Soutenue par une subvention de la NASA, l’idée de nettoyage innovante des chercheurs a remporté le premier prix l’année dernière lors du concours Breakthrough, Innovative and Game-changing (BIG) Idea Challenge de l’agence. En plus de Wells, les chercheurs de premier cycle sur le papier comprenaient John Bussey et Nathaniel Swets. Jacob Leachman, professeur agrégé à l’École de génie mécanique et des matériaux, a dirigé le projet.

Les chercheurs travaillent maintenant à bien comprendre et modéliser les interactions complexes entre les particules de poussière et l’azote liquide qui permettent au processus de nettoyage de fonctionner. Ils demandent également une autre subvention pour tester davantage la technologie dans des conditions qui se rapprochent davantage de l’espace extra-atmosphérique, comme la gravité lunaire.

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