Gdy myślimy o zagrożeniach czyhających na astronautów, w pierwszej kolejności przychodzi nam do głowy promieniowanie, ekstremalne temperatury czy groźba awarii sprzętu. Ale jest jeszcze jeden przeciwnik – mniej spektakularny, ale niezwykle uporczywy: pył księżycowy. To właśnie on może zniweczyć całe misje, sprzęt, a nawet zdrowie ludzi, którzy odważą się postawić stopę na Księżycu. W przestrzeni pozbawionej atmosfery nawet to ma ogromne znaczenie.
Od czasów misji Apollo NASA doskonale wie, że pył księżycowy to nie tylko brud na butach astronauty. Już podczas pierwszego lądowania Apollo 11 obawiano się, że lądownik może zatonąć w nieprzewidywalnej strukturze regolitu. Ostatecznie problem okazał się nieco inny – unoszący się pył ograniczył Armstrongowi widoczność w kluczowym momencie podejścia do lądowania. Z kolei Harrison Schmitt z misji Apollo 17 – geolog z wykształcenia – doświadczył problemu pyłu nie tylko jako astronauta, ale i naukowiec.
Wskazywał on, że pył może oddziaływać negatywnie na jakość powietrza wewnątrz habitatu, a jego długofalowe skutki zdrowotne są wciąż nieznane. Astronauci skarżyli się na objawy podobne do reakcji alergicznych po dłuższym kontakcie z pyłem — chyba nie trzeba nam lepszego potwierdzenia problemów z regolitem.
Koszmar eksploracji
Pył księżycowy nie przypomina tego, co znamy z Ziemi. Ani to piasek, ani drobna ziemia — to coś jak… papier ścierny w wersji nano. Brak atmosfery sprawia, że cząsteczki nie podlegają erozji i mają naprawdę ostre krawędzie. Dodatkowo są naładowane elektrostatycznie – wiatr słoneczny i promieniowanie UV sprawiają, że pył przyczepia się do wszystkiego, co tylko znajdzie się w jego zasięgu. A to powoduje problemy — i to niemałe.
Każdy element misji księżycowej – od kamer, przez panele słoneczne, po ruchome części robotycznych ramion – może zostać uszkodzony przez regolit. To niezwykle agresywne skupisko materii, które może doprowadzić do zatarcia, przegrzania sprzętu i ostatecznie — awarii. Dla wyspecjalizowanego, superprecyzyjnego, działającego w ekstremalnych warunkach sprzętu każde takie uszkodzenie może być tym krytycznym. A doskonale wiemy o tym, że możliwości naprawcze w trakcie misji kosmicznych są zazwyczaj… niewielkie.
Z punktu widzenia zdrowia ludzi pył budzi jeszcze większe obawy. Jego cząsteczki mogą przedostawać się do płuc, a brak atmosfery i wilgotności oznacza, że nie występują tam naturalne bariery filtracyjne, jak w przypadku ziemskiego powietrza. Wdychanie pyłu może prowadzić do chorób przypominających pylicę, a nawet do trwałych uszkodzeń płuc. Wystarczy wyobrazić sobie wdychanie pyłu, który działa jak mikropapier ścierny, mający ostre krawędzie. Słaba perspektywa, prawda?
I tu – cały na biało – wkracza EDS
NASA opracowała więc system Electrodynamic Dust Shield – rodzaj elektrostatycznej tarczy, która przeciwdziała przywieraniu pyłu do powierzchni. Zasada działania jest dziecinnie prosta: wykorzystać siły elektrodynamiczne do „strzepywania” cząsteczek z urządzeń i konstrukcji. Technologia opiera się na cienkich przewodnikach, przez które przepływa impulsowy prąd elektryczny, generujący pole odpychające pył.
Niedawno odbyła się misja Blue Ghost 1 autorstwa Firefly Aerospace. Posłużyła ona jako poligon doświadczalny dla systemu EDS. Było to pierwsze udane, w pełni prywatne lądowanie na Księżycu, podczas którego przetestowano system na dwóch powierzchniach. Co uzyskano? Pył nie został usunięty całkowicie, niemniej EDS znaczną jego część skutecznie zneutralizował. W przyszłości możemy zastosować tego typu rozwiązanie w hełmach astronautów, obudowach habitatów czy pojazdach jeżdżących po powierzchni Księżyca. Możliwości jest sporo.
Zdecydowanie uprawniają nas do takich dywagacji przede wszystkim wizualne dowody skuteczności systemu, przedstawione przez NASA i Firefly. Znamienne są materiały ukazujące powierzchnie pokryte gęstym nalotem pyłu przed aktywacją EDS i te same obszary niemal czyste po jego zastosowaniu.
Walka z pyłem się nie kończy
Prosta zależność: im więcej nowoczesnych technologii pojawi się na powierzchni Księżyca, tym większe będzie zagrożenie wynikające z obecności pyłu. EDS jest tutaj „spoko”, ale nie jest cudownym lekiem na wszystko. Ciągle nieznana jest jego skuteczność w długotrwałych misjach, przy różnych warunkach ekspozycji. Samo zastosowanie EDS nie wystarczy. Dodatkową pomocą będą odpowiednie filtry powietrza, systemy oczyszczania wnętrz habitatu i kontrolowane procedury wejścia astronauty do strefy zamieszkania. Wydaje nam się, że założenie habitatu to obecnie pryszcz, a to ma niewiele wspólnego z prawdą. Potrzebny jest ekosystem zabezpieczeń, z których EDS będzie ważnym, ale niejedynym elementem.
Czytaj również: NASA sfotografowała „Niebieskiego Ducha” na powierzchni Księżyca
NASA nie zwolni tempa. Mam nadzieję…
EDS się sprawdził i bardzo dobrze. W eksploracji kosmosu liczy się nie tylko to, co spektakularne, ale też to, co nie robi efektu „wow”, ale działa. I taki właśnie jest ów system. Przyszłość eksploracji kosmicznej zależy nie tylko od rakiet i lądowników, ale od umiejętności radzenia sobie z „drobnostkami”. Niemal dosłownie. W przestrzeni kosmicznej o życiu lub śmierci astronautów mogą zdecydować szczegóły.