Podczas gdy agencje kosmiczne spierają się o szczegóły nowych misji na Księżyc, inżynierowie rozwiązują problemy czysto praktyczne: z czego budować tamtejsze bazy, pojazdy i moduły ochronne. Głównym wyzwaniem okazuje się regolit księżycowy. To nie jest zwykły kurz, lecz agresywna mieszanka, która rysuje powierzchnie, niszczy mechanizmy i dosłownie „pożera” sprzęt podczas długotrwałych misji, informuje portal krakow-name.eu.
Właśnie dlatego koło naukowe „Lunar-Technologies”, działające przy Akademii Górniczo-Hutniczej (AGH) w Krakowie, podjęło próbę znalezienia powłok zdolnych przetrwać w ekstremalnych warunkach. Zespół skupił się na konkretnym rozwiązaniu: jak zabezpieczyć technologię przed pyłem, który jest jednym z największych zagrożeń dla przyszłych kolonii? Swoje urządzenie studenci nazwali „Lunaris”.
Jak studenci AGH rozwiązują księżycowy problem?
„Lunaris” to kompaktowy analizator pyłu o wadze zaledwie 200 gramów, jednak jego znaczenie wykracza daleko poza ramy studenckiego eksperymentu. Przyrząd ma zbadać, jak regolit wchodzi w interakcje z materiałami powszechnie stosowanymi w technologiach kosmicznych. Dla planowanych misji to kwestia krytyczna – nawet drobinki pyłu potrafią błyskawicznie unieruchomić ruchome elementy czy zniszczyć uszczelnienia sprzętu.
Krakowski zespół sprawdza, które powłoki ochronne najdłużej wytrzymają kontakt z agresywnym podłożem. Wyniki tych badań mogą zadecydować o trwałości przyszłych:
- modułów mieszkalnych;
- pojazdów transportowych;
- systemów podtrzymywania życia.
Krótko mówiąc – wszystkiego, co ma umożliwić stałą obecność człowieka na Srebrnym Globie. Aparat ma polecieć w kosmos w ramach misji realizowanej przez „Lunar-Technologies” we współpracy z firmami Orbital Space oraz Astrobotic.
Dlaczego astronauci boją się księżycowego pyłu?
Gdy wielkie programy kosmiczne znów obrały kurs na Księżyc, inżynierowie zderzyli się z przeszkodą, o której wcześniej wiedzieli tylko nieliczni specjaliści. Na miejscu największym problemem nie jest ekstremalne zimno czy promieniowanie, ale wszechobecny pył. Programy takie jak Artemis, Moon Village czy ILRS gorączkowo szukają sposobów na ochronę ludzi i maszyn.
Regolit w niczym nie przypomina ziemskiego piasku. Przez miliardy lat powierzchnia Księżyca była bombardowana mikrometeorytami, co stworzyło warstwę ostrych jak szkło drobinek. Łatwo unoszą się one w górę podczas lądowania statków lub ruchu łazików, a następnie przywierają do wszystkiego, ponieważ:
- gromadzą ładunki elektrostatyczne;
- błyskawicznie zapychają mechanizmy;
- działają jak silny materiał ścierny.
Dla astronautów to również zagrożenie zdrowotne. Jeśli pył dostanie się do wnętrza modułów mieszkalnych, może wywołać poważne problemy z układem oddechowym. Dlatego walka z regolitem stała się jednym z priorytetów w przygotowaniach do podboju Księżyca.
Zagrożenie prosto z powierzchni Księżyca
Nowe badania geofizyczne rzucają światło na fakt, który może zaważyć na bezpieczeństwie przyszłych lotów. Okazuje się, że pył księżycowy zachowuje się różnie w zależności od swojego „wieku”. Tak zwany regolit „niedojrzały”, o większych cząsteczkach, jest mniej agresywny i trudniej unosi się w przestrzeni.
Zupełnie inaczej jest w przypadku regolitu „dojrzałego”, który przez eony był kruszony przez wiatr słoneczny. Jest on drobniejszy, ostrzejszy i znacznie mocniej przywiera do powierzchni. Naukowcy odkryli w nim również nanocząsteczki żelaza, które dodatkowo potęgują jego destrukcyjny wpływ na elektronikę i mechanikę.
Największe obawy budzi rejon basenu Biegun Południowy – Aitken. To właśnie tam planowana jest część przyszłych misji, mimo że lokalny pył wyjątkowo szybko niszczy aparaturę. Zabezpieczenie sprzętu w tym regionie to obecnie jedno z największych wyzwań inżynieryjnych.
Tak „Lunaris” przeszedł testy
Studenci z AGH, wspierani przez ekspertów z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), testowali „Lunaris” w belgijskim Centrum Wsparcia CubeSat. Urządzenie przeszło tam morderczą próbę, która miała sprawdzić, czy wytrzyma realne przeciążenia podczas lotu. To już nie była zabawa w laboratorium – na tym etapie każdy błąd mógł przekreślić całą misję. Inżynierowie odtworzyli warunki niemal identyczne z tymi w kosmosie.
W trakcie testów „Lunaris”:
- był poddawany silnym wibracjom, symulującym start rakiety i lądowanie;
- przeszedł badania w trzech płaszczyznach, by sprawdzić reakcję konstrukcji na różne typy obciążeń;
- został sprawdzony pod kątem częstotliwości rezonansowych, które mogłyby uszkodzić aparat;
- trafiło do komory próżniowej, by przetestować działanie systemów bez dostępu powietrza;
- znosiło skrajne temperatury od –60°C do +100°C;
- przeszedł 5 pełnych cykli termicznych, co pozwoliło ocenić wytrzymałość elektroniki.
Egzamin zakończył się sukcesem. Eksperci ESA potwierdzili, że konstrukcja wytrzymała próby bez żadnych krytycznych uszkodzeń. Dla studentów to zielone światło do dalszych prac i szansa na dopracowanie ostatnich detali przed prawdziwym lotem na Księżyc.
Zespół, o którym usłyszał kosmiczny świat
Koło naukowe „Lunar-Technologies” z AGH stało się rozpoznawalne dzięki innowacyjnemu podejściu do technologii kosmicznych. Ich praca koncentruje się na rozwiązaniach, bez których eksploracja w warunkach próżni i pyłu byłaby niemożliwa. Studenci nie ograniczają się tylko do jednego projektu, lecz:
- budują specjalistyczną elektronikę kosmiczną;
- tworzą oprogramowanie zgodne ze standardami ECSS;
- projektują łaziki i systemy poruszania się po Księżycu;
- przygotowują instrumenty dla lądowników kosmicznych.
O krakowskiej ekipie zrobiło się głośno po zwycięstwie w międzynarodowym konkursie „Experiment on the Moon”, organizowanym przez Orbital Space ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Spośród 500 zgłoszeń z całego świata to właśnie projekt Polaków uznano za najbardziej perspektywiczny. Rozwiązanie to zyskało uznanie w oczach gigantów branży, takich jak Astrobotic czy Agencja Kosmiczna ZEA.
Misja przeciwko księżycowemu pyłowi
Członkowie koła naukowego Uniwersytetu AGH wyjaśniają, że sercem „Lunarisa” jest 16 próbek innowacyjnych powłok. Badanie ma jednoznacznie wskazać, które z nich najlepiej radzą sobie z przyleganiem regolitu.
Realizacja tych ambitnych planów jest możliwa dzięki programowi ESA „Fly Your Satellite!”, który otwiera przed studentami drzwi do profesjonalnych laboratoriów testowych. Lot „Lunarisa” na Księżyc zaplanowano na 2027 rok. Dla młodych inżynierów z Krakowa to potwierdzenie, że ich praca nie jest tylko akademickim ćwiczeniem, ale realnym wkładem w globalny rozwój sektora kosmicznego.