在未來幾年中，NASA將自阿波羅時代以來首次重返月球。Artemis項目不是“足跡和旗幟”行動，而是要成為在月球上創(chuàng)造可持續(xù)人類生存的第一步。自然地，這帶來了許多挑戰(zhàn)，其中最重要的是與月球重石(aka月塵)有關(guān)。因此，NASA正在研究緩解此威脅的策略。

正如羅伯特·A·海因萊因(Robert A. Heinlein)所證明的那樣，月亮是一個殘酷的情婦!它的表面溫度范圍極高，從-173°C(-279°F)的最高溫度到117°C(242°F)的最低溫度。那里也沒有大氣層，也沒有保護磁場，這意味著宇航員將在月球上遭受大量輻射-每年在110至380 mSv之間，而地球上的平均水平為2.4 mSv。

但是，由于粉塵形狀不規(guī)則且鋒利，因此特別麻煩。塵埃是由數(shù)百萬年的隕石撞擊形成的，這些撞擊使硅酸鹽材料融化并形成玻璃和礦物碎片的微小碎片。更糟糕的是，它幾乎會接觸到所有事物，包括宇航服(就像阿波羅宇航員肯定注意到的那樣)。

這不僅是由于灰塵顆粒具有鋸齒狀的邊緣，而且還因為它們的靜電電荷。在月球的白天，太陽發(fā)出的紫外線會導致電子被上層塵埃損失，從而使它帶凈正電荷。在兩極和陰暗面附近，太陽等離子體會導致硬硅酸鹽吸收電子，從而使其產(chǎn)生凈負電荷。

結(jié)果，這種灰塵不僅對具有運動部件(如散熱器)的機械構(gòu)成了重大威脅，而且還可能通過積聚靜電電荷而干擾電子設備。為了解決這個問題，NASA的研究人員開發(fā)了一種先進的涂層，該涂層可以用于從ISS和航天器到衛(wèi)星和太空服的所有物體。

該涂層是戈達德技術(shù)人員Vivek Dwivedi和Mark Hasegawa開發(fā)的，是NASA小行星，月球和火星衛(wèi)星環(huán)境動態(tài)響應(DREAM2)計劃的一部分。涂層由二氧化鈦的原子層組成，可使用稱為原子層沉積的先進技術(shù)將二氧化鈦涂覆到涂料的干顏料上。

該過程通常用于工業(yè)目的，包括將襯底(在這種情況下為氧化鈦)放置在反應器室內(nèi)，并對不同類型的氣體進行脈沖處理，以形成不比單個原子厚的層。最初，該涂層用于屏蔽航天器電子設備，使其飛過地球磁層中的導電等離子云，這也是太陽風的結(jié)果。

為了測試涂層，Dwivedi和他的團隊準備了一個覆蓋有涂層晶片的實驗托盤，這些晶片目前正在國際空間站上暴露于等離子體中。結(jié)合我們對月球塵埃的了解，這種涂層可能意味著未來成功與失敗之間的區(qū)別，這不僅與Artemis有關(guān)，而且與長期計劃有關(guān)。正如法雷爾所說：

“我們進行了許多研究月球塵埃的研究。一個關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是使太空服和其他人類系統(tǒng)的外皮具有導電性或耗散性。實際上，由于等離子體，我們對航天器有嚴格的電導率要求。同樣的想法也適用于太空服。該技術(shù)的未來目標是生產(chǎn)導電表皮材料，目前正在開發(fā)中。”

展望未來，F(xiàn)arrell，Dwivedi及其同事計劃進一步增強其原子層沉積能力。這將需要更大的反應器來提高他們打算建造的電荷減輕顏料的產(chǎn)率。一旦完成，下一步將涉及測試宇航服上的色素。