研究者が科学のためにバービーに液体窒素を吹き付ける様子をご覧ください

月の塵は最悪だ。静電気によってほとんどすべてのものに付着するだけでなく、細かく粉砕したグラスファイバーのような硬さと感触がある。月面を訪れた6人のアポロ宇宙飛行士にとって、これは本当に問題だった。シリカ粒子が宇宙服を覆い、エンジンや電子機器に入り込み、非常に高価な宇宙服のいくつかを台無しにしてしまったのだ。さらに、帰還後、多くの人が「月の花粉症」に悩まされたため、将来宇宙飛行士が長期間月を訪れた際に、ブラック・ラング病に似た症状や「DNA劣化」などの問題が発生するのではないかと多くの人が心配している。

これらはすべて、NASAが2025年に計画している月面への再着陸を前に検討すべき深刻な問題だが、ワシントン州立大学の学部生チームが、月の塵の厄介な問題に対する独創的な解決策を開発した。それは、残留物を液体窒素で吹き飛ばすというものだ。

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Acta Astronautica誌に最近発表された研究結果によると、研究チームはライデンフロスト効果を利用した新しいスプレーを開発した。発見者である18世紀のドイツの神学者で医師のヨハン・ゴットロープ・ライデンフロストにちなんで名付けられたこの現象は、液体がはるかに高温の表面に密着すると、水が液滴となって非常に高温のフライパンの上を流れるときのように、保護層である蒸気が急速に形成されて一時的に蒸発が阻止される現象である。

同じ原理が宇宙でも同様に機能します。この場合、液体窒素のスプレー (通常、約 -320F) が表面の比較的温かい月の塵の層と接触し、粒子が玉状になって窒素蒸気の上に浮かび上がります。

研究チームは、この調合物をテストするために、まず宇宙服の素材で包んだバービー人形に服を着せた。次に、通常の大気条件と宇宙空間に似た真空チャンバー内で液体窒素をホースで吹きかけた。後者のシナリオでは液体窒素スプレーの方が効果があっただけでなく、宇宙服の素材へのダメージも最小限に抑えられた。過去の月面ミッションでは、宇宙飛行士が月の塵を取り除くために使用した特殊なブラシは、1回の使用で損傷を引き起こすことが多かった。それに比べて、液体窒素スプレーは、同様の問題が発生するまでに75回の使用が必要だった。

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今後、チームは、洗浄プロセスをこれほど効果的にする複雑な仕組みをさらに研究し、月面の重力にもっと近い試験室を建設するための資金を確保したいと考えています。運が良ければ、彼らの「Moon-be-Gone」の缶が将来のアルテミス計画に搭載され、宇宙飛行士が月面のあまり畏敬の念を抱かせない特徴の 1 つを回避するのに役立つかもしれません。