طريقة جديدة قد تساعد في حل مشكلة التلوث بالغبار القمري

يمثّل الغبار القمري مصدر إزعاج كبير؛ إذ لا تتسبب الكهرباء الساكنة في التصاق حبيباته بجميع أنواع السطوح فقط، بل إنه يمتلك أيضاً قواماً وملمساً يشبه الألياف الزجاجية المطحونة الناعمة.

تسبب الغبار القمري في مشكلات كبيرة لأطقم مهمات أبولو الستة التي أُرسلت إلى القمر؛ إذ غطّت جزيئات السيليكا بدلات رواد الفضاء، ودخلت إلى المحركات والأجهزة الإلكترونية وأتلفت بعض البدلات الباهظة الثمن. بالإضافة إلى ذلك، عانى الكثير من رواد الفضاء حالةً تحمل اسم حساسية الأنف القمرية بعد العودة إلى الأرض، ما أثار القلق من أن يعاني رواد الفضاء الذين قد يقضون وقتاً طويلاً في المهمات القمرية المستقبلية أعراضاً شبيهة بأعراض مرض الرئة السوداء، إلى جانب بعض المشكلات الصحية الأخرى مثل تفكك الحمض النووي.

مشاكل صحية تواجه رواد الفضاء على القمر

كل هذه الحالات هي مسائل خطيرة يجب أخذها بعين الاعتبار قبل عودة رواد فضاء وكالة ناسا إلى القمر المخطط لها في عام 2025. طوّر فريق من الطلاب الجامعيين في جامعة ولاية واشنطن حلاً عبقرياً لمشكلة الغبار القمري المزعج، الذي ينطوي على رش حبيبات الغبار بالنيتروجين السائل.

وفقاً للنتائج الجديدة التي نُشرت في مجلة أكتا أسترونوتيكا (Acta Astronautica)، طور فريق الطلاب نوعاً جديداً من الرذاذ بالاستفادة من ظاهرة فيزيائية تحمل اسم تأثير ليدنفروست. تحدث هذه الظاهرة التي سُميت نسبة لمكتشفها، عالم اللاهوت والطبيب الألماني الذي عاش في القرن الثامن عشر، يوهان غوتلوب ليدنفروست (Johann Gottlob Leidenfrost)، عندما تتلامس السوائل مع السطوح الأكثر سخونة منها بكثير، ما يتسبب في تشكّل طبقة واقية من البخار بسرعة، التي تمنع تبخر السائل لفترة قصيرة من الزمن كما يحدث عندما تتشكل قطيرات الماء التي تتحرك عبر سطح مقلاة شديدة السخونة.

يحدث ذلك بشكل مشابه في الفضاء أيضاً. استخدم الباحثون في الدراسة الجديدة رذاذ النيتروجين السائل (الذي تبلغ درجة حرارته نحو 195- درجة مئوية عادة)، ولامسوه مع سطح من الغبار القمري الأكثر سخونة نسبياً، ما تسبب في تشكل حبيبات من النيتروجين السائل التي بدأت تطفو في بخار النيتروجين.

كفاءة النيتروجين السائل في العزل

قام الباحثون بلف دمية باربي بمادة تُستخدم عادة لصنع بدلات الفضاء لاختبار طريقة النيتروجين السائل. بعد ذلك، قام الباحثون برش هذه الدمية بالنيتروجين السائل في الظروف الجوية العادية وفي غرفة مفرغة من الهواء تشابه الظروف فيها تلك التي تسود في الفضاء الخارجي. وجد الفريق أن النيتروجين السائل كان أكثر كفاءة في العزل في التجربة التي أجريت في الغرفة المفرغة، كما لاحظ الباحثون أنه لم يتسبب في درجة كبيرة من التلف للمواد التي تُصنع منها بدلات الفضاء.

تسببت الفُرش الخاصة برواد الفضاء التي استخدمت لإزالة الغبار القمري في المهمات القمرية السابقة في تلف البدلات الفضائية بعد استخدام واحد فقط. أما طريقة النيتروجين السائل، فهي تسببت في درجة مشابهة من التلف بعد 75 استخداماً.

في المستقبل، يأمل فريق الباحثين في إجراء المزيد من الأبحاث على العوامل التي تجعل طريقة التنظيف الجديدة فعالة للغاية. بالإضافة إلى أنهم سيسعون للحصول على تمويل لبناء غرف الاختبار التي تسودها ظروف الجاذبية الأكثر شبهاً بتلك السائدة على سطح القمر. وإذا حالفهم الحظ، ربما ستستخدم العلب التي تحتوي على هذا الرذاذ في مهمة أرتميس المستقبلية لمساعدة رواد الفضاء على حل إحدى المشكلات المزعجة التي تواجههم في القمر.