NASA ищет способ защитить астронавтов от статического электричества на Луне

NASA просит предложить идеи, как предотвратить поражение астронавтов или критически важного оборудования статическим электричеством во время лунных миссий.

Агентство открыло конкурс «Lunar Grounding Challenge» (Задача заземления на Луне), чтобы избежать ситуаций, когда астронавт на Луне может стать «ходячим высоковольтным конденсатором». Заявки на конкурс с призовым фондом 150 000 долларов принимаются до 15 января, а с требованиями можно ознакомиться здесь.

NASA надеется высадить астронавтов в районе южного полюса Луны в 2028 году в рамках миссий Artemis 4 или 5 — это будет первая посадочная миссия со времён Apollo 17 в 1972 году. Однако моделирование показывает, что как «трибоэлектризация» (перенос электрического заряда между двумя объектами), так и плазменная зарядка (от окружающего газа в регионе) могут накапливать электрический заряд на скафандрах. «Эта проблема значительно усугубляется при входе в лунные тени и области постоянной тени», — написало агентство, имея в виду глубоко кратерированные участки, куда не попадает солнечный свет.

Беспокойство вызывает то, что скафандры астронавтов могут электрически заряжаться, поскольку в этих областях будет избыток электронов (отрицательно заряженных частиц) по сравнению с ионами (положительно заряженными).

«Риск возникает, когда астронавт возвращается к космическому кораблю», — добавило агентство. Посадочный модуль будет иметь небольшой положительный заряд, что создаст проблему, как только «сильно отрицательно заряженный астронавт приблизится к аппарату».

NASA обратилось к отраслевым партнёрам с просьбой предложить идеи, которые помогут астронавту избежать «превращения в ходячий высоковольтный конденсатор», включая такие проблемы, как электрическая дуга, которая может повредить скафандр, вызвать пожар в кислородной атмосфере космического корабля или создать электрические удары. (Сообщается, что симуляция Марса в 2018 году была сорвана из-за электрических проблем у экипажа, так что эта проблема не беспрецедентна.)

Цель конкурса — создать проекты, которые безопасно разряжали бы астронавта и его скафандр до того, как астронавт коснётся посадочного модуля. Среди технических требований NASA ищет что-то небольшое (по массе, объёму и мощности), что могло бы работать даже при экстремальных перепадах температур на лунной поверхности. Технология также должна помогать при проведении до четырёх внекорабельных выходов (лунных прогулок), которые могут длиться до 10 дней.

«Кроме того, взвешенная в воздухе лунная пыль и сильное накопление пыли на скафандре в этих условиях значительно увеличивают длину дуги, позволяя искрам перескакивать через большие промежутки, чем в чистом вакууме. Поэтому решение должно быть направлено на то, чтобы избежать внезапной дуги, которая может войти в контакт с внешним герметичным костюмом — скафандром — или посадочным модулем», — написало NASA в описании конкурса.

Конкурс будет включать несколько этапов, включая концептуальный дизайн, уточнение концепции после общения с рецензентами, а затем финальный отбор. NASA не опубликовало в своём пресс-релизе целевую дату, когда технология будет доступна для астронавтов, но агентство планирует долгосрочную лунную базу для миссий астронавтов, которая, если графики сохранятся, будет в значительной степени готова к 2030-м годам.

Источники: NASA, пресс-релиз о конкурсе «Lunar Grounding Challenge».