用 NASA 副局长 Jim Reuter 的话说,到 2040 年将载人任务送上火星是一个“大胆的目标”。挑战包括所涉及的距离,使用传统的推进方法可能需要长达六个月的时间才能完成。此外,还有辐射带来的危险,包括更多地接触太阳粒子、耀斑和银河宇宙射线 (GCR)。此外,宇航员在凌日期间将在微重力环境中度过一段时间,这可能会对人类的健康、生理和心理造成严重影响。
但是一次在火星上生活和工作几个月的挑战又如何呢?虽然辐射增加和重力降低是一个问题,但火星风化层也是如此。与月球风化层一样,火星上的灰尘会粘附在宇航员的宇航服上,并对他们的设备造成磨损。然而,它也含有必须清除的有害颗粒,以防止污染栖息地。在最近的一项研究中,一组航空航天工程师测试了一种新的静电系统,用于去除宇航服上的火星风化层,该系统可以去除有害灰尘,效率高达 98%。
新系统由英国布里斯托大学航空航天工程系工程硕士生和空间系统工程教授 Benjamin M. Griggs 和 Lucinda Berthoud 设计。论文描述了该系统和验证过程最近发表在《宇航学报》杂志上。正如他们所解释的,他们提出的静电去除系统(ERS)利用介电电泳(DEP)现象去除宇航服织物上的火星灰尘。
与月球对应物非常相似,火星风化层预计会因暴露于宇宙辐射而带静电。但在火星上,还有尘暴和风暴的贡献,众所周知,它们会产生静电放电(又名闪电)。在阿波罗任务期间,宇航员报告了月球风化层如何粘附在他们的宇航服上并被追踪回他们的登月舱。一旦进入内部,它同样会粘在所有东西上并进入他们的眼睛和肺部,引起刺激和呼吸道问题。