Pada tahun-tahun mendatang, NASA akan kembali ke Bulan untuk pertama kalinya sejak Era Apollo. Daripada menjadi operasi "jejak kaki dan bendera", Proyek Artemis dimaksudkan untuk menjadi langkah pertama dalam menciptakan kehadiran manusia yang berkelanjutan di Bulan. Secara alami, ini menghadirkan sejumlah tantangan, tidak sedikit dari yang ada hubungannya dengan lunar regolith (alias. Moondust). Untuk alasan ini, NASA sedang menyelidiki strategi untuk mengurangi ancaman ini.
Seperti yang bisa dibuktikan oleh Robert A. Heinlein, Bulan adalah nyonya yang kejam! Ia mengalami rentang ekstrim dalam suhu permukaan, dari ketinggian 117 ° C (242 ° F) ke posisi terendah -173 ° C (-279 ° F). Juga tidak ada atmosfer dan tidak ada medan magnet pelindung untuk dibicarakan, yang berarti bahwa astronot akan terpapar radiasi dalam jumlah besar di Bulan - antara 110 hingga 380 mSv per tahun, dibandingkan dengan rata-rata 2,4 mSv di Bumi.
Namun, moondust sangat menyusahkan karena bentuknya yang tidak beraturan dan tajam. Debu ini terbentuk oleh jutaan tahun dampak meteorit yang melelehkan bahan silikat dan menciptakan pecahan kecil pecahan kaca dan mineral. Lebih buruk lagi, ia mematuhi hampir semua yang disentuhnya, termasuk pakaian antariksa (seperti yang tentu diperhatikan astronot Apollo).
Hal ini tidak hanya disebabkan oleh fakta bahwa partikel debu memiliki tepi yang bergerigi, tetapi juga karena muatan elektrostatiknya. Pada siang hari di Bulan, radiasi ultraviolet dari Matahari menyebabkan elektron hilang oleh lapisan atas debu, memberinya muatan positif bersih. Di sekitar kutub dan sisi gelap, plasma surya menyebabkan regolith mengambil elektron, sehingga muatan negatif bersih.
Akibatnya, debu ini tidak hanya menimbulkan ancaman signifikan terhadap mesin yang memiliki bagian yang bergerak (seperti radiator), tetapi juga dapat mengganggu elektronik dengan membangun muatan listrik statis. Untuk mengatasi ini, para peneliti NASA telah mengembangkan lapisan canggih yang dapat digunakan pada segala hal mulai dari ISS dan pesawat ruang angkasa hingga satelit dan pakaian antariksa.
Pelapisan ini dikembangkan oleh teknologi Goddard, Vivek Dwivedi dan Mark Hasegawa sebagai bagian dari Respon Dinamis Lingkungan NASA di Asteroid, Bulan, dan bulan Mars (DREAM2). Lapisan terdiri dari lapisan atom titanium oksida, yang diterapkan pada pigmen kering cat menggunakan metode yang dikenal sebagai teknologi canggih yang disebut pengendapan lapisan atom.
Proses ini, yang secara teratur digunakan untuk keperluan industri, melibatkan penempatan substrat (dalam hal ini, titanium oksida) di dalam ruang reaktor dan mengalirkan berbagai jenis gas untuk membuat lapisan yang tidak lebih tebal dari satu atom tunggal. Awalnya, lapisan ini dimaksudkan untuk melindungi elektronik pesawat ruang angkasa saat mereka terbang melalui awan plasma konduktif di magnetosfer Bumi - juga hasil dari angin matahari.
Untuk menguji pelapisan, Dwivedi dan timnya telah menyiapkan palet percobaan yang ditutupi dengan wafer berlapis, yang saat ini sedang terkena plasma di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional. Dikombinasikan dengan apa yang kita ketahui tentang debu bulan, lapisan ini bisa berarti perbedaan antara kesuksesan dan kegagalan di masa depan, tidak hanya dengan Artemis, tetapi dengan rencana jangka panjangnya. Seperti yang Farrell katakan:
“Kami telah melakukan sejumlah penelitian untuk menyelidiki debu bulan. Temuan utama adalah membuat kulit luar pakaian antariksa dan sistem manusia lainnya konduktif atau disipatif. Kami, pada kenyataannya, memiliki persyaratan konduktivitas yang ketat pada pesawat ruang angkasa karena plasma. Gagasan yang sama berlaku untuk pakaian antariksa. Tujuan masa depan adalah agar teknologi menghasilkan bahan kulit yang konduktif, dan saat ini sedang dikembangkan. ”
Ke depan, Farrell, Dwivedi, dan rekan mereka berencana untuk lebih meningkatkan kemampuan deposisi lapisan atom mereka. Ini akan membutuhkan reaktor yang lebih besar untuk meningkatkan hasil pigmen yang mengurangi muatan, yang ingin mereka bangun. Setelah selesai, langkah selanjutnya akan melibatkan pengujian pigmen pada pakaian antariksa.
"Membangun sistem deposisi lapisan atom volume besar untuk membuat kit yang dapat melapisi area permukaan yang besar, seperti permukaan rover, untuk pengujian dapat lebih menguntungkan teknologi untuk eksplorasi bulan," kata Farrell. Ini tentu benar mengingat keinginan NASA untuk bekerja dengan mitra internasional untuk membangun pos terdepan permanen di sekitar wilayah kutub selatan Bulan.
