Електрични прекривач

Јесте ли икад пробали да извадите нешто из кутије напуњене зрнцима стиропора? Гурнете руку унутра, а кад је извадите комадићи се држе за ваше прсте. Покушавате да их отресете, али они не отпадају. Уместо тога, изгледа као да одскачу само да би се, опет, негде прилепили.

То је класичан пример статичког електрицитета. Тако се понаша Месечева и, по свему судећи, Марсова прашина.

Дванаест астронаута из програма "Аполо", који су се спустили на Земљин сателит између 1969. и 1972. открили су да је тамошња прашина неочекивани изазов. Не само да се саструже (абразија) делимично увуче кроз спољне рукавице на свемирском оделу, него је има свуда. И што су се више трудили да је отресу са себе, то је више улазила у материјал од којег је израђено одело.

Делом је приањала због свог оштрог, неправилног облика, који је последица удара метеорита милионима година уназад. Оштри рубови честица налик су канџама које се каче за ствари попут чичка микроскопске величине.

Набој сада одбија

А други разлог било је електростатичко пражњење. На Месецу ултраљубичасти сунчеви зраци, који не наилазе на препреку, имају довољно енергије да избаце електроне из горњег слоја тла (реголит) дајући површини сваке честице прашине позитиван набој. Што су честице мање, мања је маса, а јачи набој на површини и зато се више лепе.

Истраживачи под вођством Карлоса Калеа из Лабораторије за електростатику и физику површина у Свемирском центру "Кенеди" (САД), смислили су трик како да искористе електростатички набој честице за одбијање, а не привлачење.

Сеничи Масуда, професор на Токијском универзитету, познат и као пионир електростатике, седамдесетих година открио је "електричну завесу". Није ни мислио на Месец или Марс, проучавао је шта се догађа у филтерима за прочишћавање ваздуха јер су улазеће честице смога често биле наелектрисане. Он је исмислио тзв. електрични прекривач, низ паралелних електрода, танких бакарних жица на штампаној плочици, удаљених једна од друге сантиметар, преко којих је пустио наизменичну струју.

Уместо на све паралелне електроде одједном, Сеничи Масуда је помало мењао напон сваке следеће електроде. То је изазвало мали помак у електромагнетском пољу сваке, тако да је у односу на суседну била мало изван фазе. Створен је, наиме, електромагнетски талас који је без застоја хоризонтално прелазио преко површине на којој се налазе електроде.

Прозирне електроде

Свака набијена честица на површини подизала се и путовала са електромагнетским таласом, као што океански гура сурфере.

Видевши да се прашина накупила на соларним панелима "Марсовог трагача", што је изазвало смањене напона и непоуздан рад робота, Карлос Кале се питао може ли се "електрични покривач" прилагодити свемирским условима. Да би кроз њега прошла сунчева светлост, уређај је морао да има прозирне електроде. Уместо од бакарних жица, електроде су од индијум-титанијумског оксида (ITO), прозирног полупроводничког оксида, који најчешће користе за екране на додир (touch screen) у преносним справама.

Електроде су приближене на само неколико милиметара, а резултат је прозирни филм савитљив као плоча од винила, који је назван електродинамичка заштита од прашине. Кад је прозирни штит био прекривен прашином која је, углавном, из површинског вулканског пепела (наравно, на Земљи), и стављен у комору у којој се вештачки стварао Месечев или Марсов површински притисак, радио је савршено. Већи део прашине за неколико секунди био је избачен напоље.

Али, ниједна прекривка није садржала чисто гвожђе или мрвице стакла који се налазе у правом Месечевом реголиту. И док се очекује добар учинак штита на великим, равним или благо закривљеним површинама, као што су соларни панели и визири на астронаутским кацигама, набори на свемирским оделима су већи изазов. Иако су филмови савитљиви, после извесног времена ће пући!

Сада се танано подешавају напон, учесталост, фазе и друга електрична својства путујућег електромагнетског таласа да би био делотворнији. Уједно се испитује како ће се ова скаламерија понашати у условима ниске гравитације.