液氮喷雾可以清除顽固的月尘

华盛顿州立大学研究人员开发的一种液氮喷雾可以去除宇航服上几乎所有模拟的月球尘埃，有可能解决未来登月宇航员面临的重大挑战。

喷雾器在真空环境中去除了98%以上的月球尘埃模拟物，对宇航服的损害最小，比以前研究过的任何技术都要好。研究人员在《宇航学报》上报告了他们的工作。

虽然人们设法将人类送上月球，但他们还没有弄清楚如何让他们在那里保持清洁。与最粘人的包装花生类似，月尘会粘在它接触的所有东西上。比包装花生更糟糕的是，灰尘由非常细的颗粒组成，这些颗粒是研磨玻璃纤维的稠度。

“月球尘埃是静电带电的，磨蚀性的，到处都是，使其成为一种非常难以处理的物质，”该论文的第一作者，WSU机械与材料工程学院的大四学生Ian Wells说。“你最终至少会得到一层细小的灰尘，只是覆盖了所有东西。

在 1960 年代和 1970 年代初的六次载人阿波罗登月任务中，宇航员使用刷子试图清除宇航服上的灰尘，但效果不佳。磨蚀性和微小的灰尘颗粒可以进入发动机和电子设备。他们还穿上了宇航服，摧毁了他们的封印，使一些昂贵的宇航服无法使用。宇航员还患有“月球花粉症”，研究人员认为，长时间接触灰尘可能会导致类似于黑肺病的肺损伤。

“这带来了很多问题，影响了任务以及宇航员回家后，”威尔斯说。

美国宇航局阿尔忒弥斯任务的目标是在2025年将第一位女性和第一位有色人种送上月球，希望最终在那里建立一个大本营，以进行进一步的行星探索，因此他们有兴趣找到解决月球尘埃问题的方法。

在他们的工作中，研究小组展示了他们的技术，该技术使用莱顿弗罗斯特效应来清洁宇航服。当将冷水倒在热煎锅上时，可以看到效果，冷水珠状并在锅上移动。将非常冷的液氮喷洒在较温暖的灰尘覆盖的材料上，灰尘颗粒会珠状并漂浮在氮气蒸气上。

该团队在正常大气条件下和更类似于外层空间的真空中测试了他们的清洁方法，喷雾器在真空环境中表现更好。

液氮喷雾对宇航服材料也比其他清洁方法温和得多。虽然刷子在一次刷牙后就会对宇航服材料造成损坏，但液氮喷雾需要 75 个周期才能发生损坏。

研究人员的创新清洁理念去年在美国宇航局的突破性，创新和改变游戏规则(BIG)创意挑战赛中获得了最高奖项。除了Wells之外，该论文的本科研究人员还包括John Bussey和Nathaniel Swets。机械与材料工程学院副教授雅各布·利奇曼(Jacob Leachman)领导了该项目。

研究人员现在正在努力充分了解和模拟灰尘颗粒和液氮之间的复杂相互作用，从而使清洁过程发挥作用。他们还希望在更接近外层空间的条件下进一步测试该技术，例如在月球重力下。

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