Až se lidé vrátí na Měsíc, bude tam na ně čekat již známá výzva v podobě lunárního regolitu. Tento prach je považován za jeden z největších problémů, kterým budou muset budoucí lunární kolonisté čelit. Během programu Apollo stačilo jen pár dní přímého kontaktu a skafandry se potýkaly se zaprášenými průzory, ucpanými mechanismy a dokonce poškozenými vrstvami. Tým expertů z ESA se proto poohlíží po možnostech nových materiálů, které by mohly sloužit jako základ pro budoucí skafandry, ale také by mohly najít uplatnění na roverech či pevné infrastruktuře.

Prachem pokrytá rukavice skafandru z programu Apollo.
Zdroj: https://www.esa.int/

„Ten nápad vzešel z toho, že Evropa zamíří na Měsíc a proto bychom se měli snažit o integraci co možná nejvíce inovací z hlediska materiálů. Tento obor urazil za více než půlstoletí, kdy byly navrženy skafandry pro Apollo, velkou cestu,“ říká Malgorzata Holynska, inženýrka z ESA zaměřená na materiály a výrobní procesy a dodává: „V tuto chvíli nevyvíjíme nový skafandr, spíše vybíráme mezi materiály kandidáty, které by se na takovém obleku mohly uplatnit. Využití by ale našly i na vozítkách, strojích či infrastruktuře. Chceme také provádět špičkové testování a při něm zjistit, jak si materiály poradí se simulovanými lunárními podmínkami – především prachem.“

Mikroskopické snímky náhražky lunárního regolitu.
Zdroj: https://www.esa.int/

Ostatně už Pete Conrad, velitel mise Apollo 12 poznamenal: „Myslím si, že asi jedním z nejnepříjemnějších a nejvíce omezujících aspektů průzkumu měsíčního povrchu je prach a jeho přilnavost ke všemu bez ohledu na druh materiálu – ať už je to kůže, materiál skafandru, či kov. Také je tu jeho omezující tření, které se projevuje na všem, na co se dostane.“ Jak se ukázalo, skafandry se jeho účinkům nevyhnuly: „Integrita obleků zůstala zachována, ale myslím si, že s několika dalšími výstupy do volného prostoru by se něco mohlo pokazit. V místě, kde se lunární boty natahovaly na obleky, jsme prodřeli svrchní vrstvu a začali jsme narušovat mylarovou vrstvu,“ vzpomínal Conrad. Ostatně nemusíme chodit do historie – čínské lunární vozítko Yutu-1 bylo s velkou pravděpodobností imobilizováno během druhého lunárního dne právě kvůli tomu, že lunární regolit zaplnil a ucpal jeho pohyblivé díly.

Mechanické testy materiálů pro použití na Měsíci.
Zdroj: https://www.esa.int/

Lunární regolit se nachází na celém Měsíci – vznikl vytrvalým bombardováním měsíčního povrchu mikrometeoroidy, které postupně rozdrtily povrchové kameny na jemný prach. Jenže tyto drobné částice nebyly na rozdíl od pozemského prachu nikdy vystaveny erozi – ať už vodní či větrné. Proto si i ta nejmenší zrníčka stále zachovávají hrany ostré jako žiletky. A aby toho nebylo málo, tak Měsíc nemá atmosféru, tudíž na jeho povrch dopadá sluneční záření hezky nefiltrovaně – částice regolitu tak mohou získat slušný statický náboj.

„Podle místa původu může mít regolit velmi odlišné chemické a abrazivní vlastnosti. Jeho charakteristiky tedy budou odpovídat tomu, kde se přistane, což je další faktor, který je potřeba zvážit,“ říká Shumit Das, strukturální inženýr z ESA a dodává: „Jedním z hlavních poznatků misí Apollo bylo, že abrazivní vlivy lunárního regolitu mohou být hlavním omezujícím faktorem návratu na Měsíc. Tohle bychom chtěli překonat a vytvořit skafandry, které by  se daly použít pro mnohem více výstupů než v případě programu Apollo – náš odhad je zhruba 2500 hodin povrchových aktivit.“

Abrazivní testy
Zdroj: https://www.esa.int/

ESA se při tomto snažení spojila s několika partnery – ať už jde o francouzskou firmu Comex, Německý institut pro výzkum textilií a vláken, nebo rakouskou veřejnou organizaci Space Forum, která se zaměřuje na výzkum skafandrů. Vloni byl zorganizován workshop, na kterém se mohli setkat výrobci různých materiálů, aby získali lepší přehled o nadějných možnostech založených na nejnovějších pokrocích. „Žádný materiál tento úkol nezvládne zcela,“ říká Holynska a dodává: „Místo toho sázíme na koncept vrstveného řešení a snažíme se určit, která kombinace funkčních vrstev funguje nejlépe z hlediska fyzikálních a chemických interakcí s regolitem. Také hledáme řešení, jak nejlépe tyto vrstvy spojit. Testujeme různé vzorky podle kritérií, která nám poskytli kolegové z ředitelství ESA pro robotický a pilotovaný průzkum. Velkou výzvou je udělat zkoušky co možná nejrobustnější, abychom přišli s důvěryhodnými výsledky, které pomohou při porovnávání a průběžném výběru.“

Náhražka lunárního regolitu používaná ke zkouškám.
Zdroj: https://www.esa.int/

Většina testů probíhá na zmíněném Německém institutu pro výzkum textilií a vláken. „Například jedna abrazivní zkouška spočívá v umístění testovaného vzorku do rotujícího válce, ve kterém jsou cihličky simulovaného lunárního materiálu. Pak se sleduje, jak si materiál v průběhu času vede. Tato zkouška byla odvozena z již existujících testů běžných textilií,“ říká Das a dodává: „Proběhly i tradiční testy propustnosti, při kterých se na materiál aplikovala tekutina pod vysokým tlakem a sledovalo se, zda pronikne dovnitř. Vznikla také testovací komora pro zkoušky teplotních cyklů, ve které jsou materiály ve vakuu vystaveny opakovaným změnám teplotních extrémů.“

Fáze návrhu skafandru samotného je sice ještě daleko, ale firma Comex již oslovila studenty designu, aby navrhli podobu nového kosmického obleku.
Zdroj: https://www.esa.int/

Ke zkouškám se používá náhražka lunárního regolitu označovaná jako EAC-1, kterou vyvinulo Středisko kosmonautů ESA – v podstatě jde o zpracované sopečné vyvřeliny. Všechny zkoušky se snaží pokrýt celý životní cyklus budoucího skafandru včetně doby, kdy budou obleky uloženy ve skladu, kde mají čekat na další výstup.

„Budoucí skafandry budou zřejmě mezi výstupy do volného prostoru uloženy na stanici Gateway na oběžné dráze Měsíce. Musíme mít jistotu, že materiály těchto skafandrů budou těsnit, že guma či jiné materiály nebudou při pobytu v kosmickém prostoru degradovat během uskladnění. Proto jsme zahrnuli také testy urychleného stárnutí včetně vystavení vlhkosti a radiaci,“ dodává Das.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/Lunar_dust_clinging_to_spacesuit.jpg
https://www.esa.int/…/22282645-1-eng-GB/Dust-coated_Apollo_glove.jpg
https://www.esa.int/…/Microscopic_close-ups_of_simulated_lunar_dust.jpg
https://www.esa.int/…/mechanical_testing/22281858-1-eng-GB/Mechanical_testing.jpg
https://www.esa.int/…/abrasion_testing/22281899-1-eng-GB/Abrasion_testing.jpg
https://www.esa.int/…/lunar_soil_simulant/22002498-1-eng-GB/Lunar_soil_simulant.jpg
https://www.esa.int/…/Comex_working_with_design_students_on_suit_design.png