陈东 科技日报记者 赵汉斌
自从1972年末阿波罗17号使命完成今后，人类就没有再次踏足月球，但人类摸索月球的脚步却从未遏制。
数十年来，中国、美国、印度、日本、俄罗斯、以色列和欧洲航天局等国度和组织都实行了各类月球摸索工程，此中中国的嫦娥4号着陆至月球后背南极-艾特肯盆地是最新的一个主要进展。在将来打算中，中国、日本、美国、印度、欧洲航天局和俄罗斯等都大志勃勃地要把本身的宇航员从头奉上月球，并测验考试成立月球基地，进行持久的月面科学摸索和考查。
就人类现有的科学手艺而言，重返月球已不算太难，可是一块新的绊脚石呈现在了人类眼前，成为重返月球的一个新障碍，它就是月尘（moondust）!
小小尘埃给阿波罗17号来个“下马威”
昔时，阿波罗打算在月面登岸的时辰，月球上飞扬的尘埃颗粒物给着陆的宇航器和在月球上工作的科学仪器带来了极年夜的麻烦。小小灰尘，竟使得宇航员出舱勾当时候推延；而粗拙的月尘把在月面上行走的宇航员的宇航服靴子硬生生磨失落一层。月尘还致使阿波罗号上样品箱装备破坏，乃至擦伤了玻璃。
在宇航员从月面返回登岸舱后，舱内的宇航员接踵呈现咽喉痛苦悲伤，鼻塞、打喷嚏、流泪等症状。他们形容说，闯进航天器里的月尘，闻起来就像燃过的炸药一样！阿波罗17号航天员哈里森·施密特把这类月尘引发的症状叫做“月球花粉症”，并且曾登上过月球的12小我中，或多或少都呈现症状，并且有时辰要过良多天才稍微减缓。这类“囧”态，也是人类在登月之前所始料未及的。
阿波罗17 宇航员尤金·塞尔南和他被月尘污染的宇航服。（图片来历：NASA）
月尘对“奔月”职员装备有致命要挟
那末这些飞扬的尘埃颗粒又是从哪里来的呢？我们知道，月球概况笼盖着岩石碎屑和尘埃构成的月壤，月壤一般厚5至10米，它是在月球地质汗青期间由无数陨石撞击、宇宙射线和太阳风辐照、年夜幅度温度转变致使的月球岩石热胀冷缩破裂等身分所构成的。宇航员在疏松的月壤上行走，踢起了月尘，经久不散。
1969年至1972年之间曾在月球概况行走的12名阿波罗宇航员的遭受，让科学家和工程师们睁开了对月尘的深切研究。现在，人们已根基弄清月尘发源于几十亿年以来月球概况遭到流星的狠恶撞击,这类庞大的撞击力使以硅酸盐为主的月球概况岩石发生了无数的硅酸盐颗粒，同时，撞击发生的高温还使这些颗粒玻璃化。因为月球重力只有地球重力的16.6%，这些颗粒物可以长时候悬浮在月球概况。在地球上，近似细颗粒的概况在风和水流的持久腐蚀感化下会变得光滑；但在月球上没有这类腐蚀感化，这些颗粒锋利而尖锐尘埃边沿得以长时候连结。
更加严重的是，因为月球概况没有年夜气层的庇护，太阳风带电粒子流的冲击使得这些尘埃发生静电，从而易于成团并吸附于仪器装备和宇航服概况，难以断根。
月尘。（图片来历：欧洲航天局）
月尘的影响还远不止让宇航员鼻塞和打几个喷嚏那末简单，它对登月仪器装备甚至全部飞翔器的平安影响才是最致命的。
科学家们发现，月尘笼盖在仪器装备概况，会激发良多故障, 包罗机械布局卡死、密封机构掉效、光学系统活络度降落、部件磨损和热控系统故障。当月尘堆积在太阳能电池板概况的月尘，则直接影响太阳能电池的输出。月尘还常以某种神秘的路子进进机械装备内部，极易引发装备过度磨损，如上文所述的阿波罗打算中，样品箱真空泵的破坏就拜月尘所赐。而它如果钻进电子装备，会沉积在各个部位，致使装备散热或短路等不成思议的故障。
为此，航天员还必需花年夜量的贵重时候来断根各类装备概况上月尘,可是利用刷子断根尘埃不但好不容易，还轻易擦伤器件概况。另外，因为月尘颗粒边沿锋利，在与宇航员或航天器碰撞时，存在划破宇航服、乃至划伤飞船概况等的可能性，从而危及宇航员的生命。
此前，由十几位科学家构成的国际团队曾对人持久表露于月球尘埃下的影响睁开过研究, 他们发现月尘对人体健康的要挟庞大。 月尘近似我们四周空气中的PM10、PM2.5颗粒物，但正因月尘具有尖锐的锯齿状边沿，还极具侵蚀性，乃至带有必然辐射性，其风险远弘远于地球上近似的颗粒物。比人的头发丝直径小50倍的月尘微粒可在肺部勾留数月，其逗留时候越长，毒性感化的机遇就越年夜，一旦被吸进人的肺部，可能致使癌症等严重疾病。
小小尘埃挡得住人类摸索太空的程序？
科学家们指出，要想完全解决月球尘埃带来的风险，还需要做进一步的深切研究。对月尘物理性质的研究还暗示，若是人类登岸近似的外太空情况，如火星等，也极有可能会赶上近似月尘的“火星尘”题目。是以，研究应对月尘的方案，对下一步太阳系内类地行星的摸索具有极年夜的指点意义。
2016年前后， 波音公司的一名工程师卡维娅·曼亚普与来自美国度航空航天局格伦研究中间的科学家合作，提出了自动除尘和被动除尘的解决方案。自动除尘就是近似静电除尘的方案，经由过程特别布局的、有必然面积的纤维织物带电后，自动吸附月尘。在摹拟情况下，可吸四周90%的尘埃颗粒物；而被动除尘是指利用一种特别涂料来中和带静电的颗粒物，并禁止其堆积于涂料概况。今朝，这个项目已成功申请了专利，但还未有产物问世。
与此同时，美国国度航空航天局（NASA）的研究职员也开辟出一种进步前辈的涂料来解决吸附空中尘埃颗粒的题目，这是NASA小行星、月球和火星卫星情况动态响应打算的一部门。这类涂层由二氧化钛的原子层构成，可以使用称为原子层沉积的进步前辈手艺将二氧化钛涂覆到涂料的干颜料上，借助二氧化钛和紫外辐射的光化学反映，来消弭月尘及近似颗粒物的影响。
可以预感，在不久的未来，人类科技的前进将使近似月尘的颗粒物对人类将来的太空摸索的影响降到最小水平。人们相信，不管甚么尘埃都没法反对人类摸索太空的程序。
（注：本文第一作者陈东为云南天文台高级工程师）
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