Российские космонавты на борту Международной космической станции проводят эксперимент «Плазменный кристалл-4», результаты которого помогут будущим экипажам справляться с прилипающей пылью на Луне.
Эксперимент, который проводит Объединенный институт высоких температур Российской академии наук совместно с Гисенским университетом имени Юстуса Либиха (Германия), посвящен исследованию плазменно-пылевых кристаллов и жидкостей в условиях микрогравитации. Он осуществляется Госкорпорацией «Роскосмос» совместно с Европейским космическим агентством в лабораторном модуле Columbus американского сегмента МКС.
В земных условиях пылевые микрочастицы испытывают значительную силу со стороны земного тяготения, поэтому образующиеся плазменно-пылевые структуры подвержены значительной деформации. Поскольку в условиях полета МКС гравитационная сила компенсируется орбитальным движением, то эксперименты с такими структурами могут проводиться продолжительное время.
В ходе эксперимента «Плазменный кристалл-4» достигнуты, в частности, следующие результаты:
- получены плазменно-пылевые структуры, которые формируются и удерживаются не внешним электрическим полем, а потоком плазмы, рекомбинирующей на поверхности пылевых частиц;
- исследована эволюция структуры плазменно-пылевого облака, приводящая к формированию протяженных цепочечных структур — струнной жидкости;
- обнаружен новый тип неустойчивости — поперечная ионизационная плазменно-пылевая неустойчивость в положительном столбе разряда постоянного тока с пылевыми частицами.
Наработанные знания о пылевой плазме могут найти применение в плазменном травлении, плазменном напылении в микроэлектронике, управляемом термоядерном синтезе, ракетостроении и производстве аппаратуры для космических аппаратов.
Также проводимый на МКС эксперимент «Плазменный кристалл-4» имеет важное значение для изучения объектов Солнечной системы, понимания физики межзвездных пылегазовых облаков и выполнения межпланетных полетов. В частности, при будущем освоении естественного спутника Земли серьезной проблемой станет левитирующая лунная пыль, которая будет прилипать к скафандрам космонавтов, внешним поверхностям космических аппаратов, приборам и устройствам, и может вызывать их отказы, а также заноситься внутрь лунных модулей и угрожать здоровью космонавтов.
Для борьбы с лунной пылью необходимо знать распределение электрического потенциала вокруг посадочного модуля в разное время лунных суток и оценивать размеры и заряды перемещающихся лунных пылевых частиц. Вполне возможно, что эффективным средством защиты от лунной пыли будут заградительные электростатические экраны.
Источник: Госкорпорация «Роскосмос»