Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã kêu gọi sinh viên các trường đại học trên khắp nước Mỹ giúp giải quyết vấn đề khó khăn về bụi Mặt trăng khi cơ quan này có kế hoạch khám phá Mặt trăng một cách bền vững.
Thông qua cuộc thi Thử thách ý tưởng đột phá, sáng tạo và thay đổi trò chơi (BIG) năm 2021 và dự án Tài trợ không gian, NASA đã trao gần 1 triệu USD cho bảy nhóm sinh viên đại học để phát triển các giải pháp giảm thiểu bụi Mặt trăng.
Bà Niki Werkheiser, thành viên Ban Giám đốc Nhiệm vụ công nghệ vũ trụ của NASA (STMD) cho biết: “Thử thách này là một cơ hội thú vị cho cả sinh viên đại học và cơ quan vũ trụ. Bụi Mặt trăng ảnh hưởng đến mọi thứ chúng ta làm trên Mặt trăng, vì vậy chúng ta cần nhiều chiến lược để giảm hoặc ngăn chặn các tác động của nó. Những ý tưởng sáng tạo này của sinh viên có thể giúp giải quyết một số vấn đề cấp bách nhất về bụi Mặt trăng của NASA".
Theo mô phỏng của Phòng thí nghiệm NASA, khung cảnh Mặt trăng đầy bụi. (Nguồn: NASA).
Thông qua thử thách này, NASA tìm kiếm những ý tưởng sáng tạo từ cộng đồng học thuật cho một loạt các giải pháp giảm thiểu bụi Mặt trăng bao gồm giảm các đám mây bụi khi hạ cánh, loại bỏ bụi khỏi bộ đồ vũ trụ và các bề mặt khác, cản bụi của hệ thống quang học và giảm hạt bụi trong cabin…
Các nhóm được chọn sẽ phát triển các phương pháp và công nghệ cho cả khả năng giảm thiểu bụi chủ động, như hệ thống lọc không khí và cả giảm bụi thụ động, như bệ hạ cánh và không gian làm việc không bụi.
Các giá trị giải thưởng khác nhau và dựa trên nguyên mẫu và ngân sách được đề xuất của mỗi đội. Những người được trao giải cuộc thi Thử thách ý tưởng BIG năm 2021 gồm:
Đại học Brown và Trường Thiết kế Rhode Islandvới Giải pháp tĩnh điện cho tình trạng bám dính của lớp bụi Mặt trăng nhằm cung cấp các lớp bảo vệ có hệ thống tại các điểm dễ bị tổn thương nhất của bộ đồ vũ trụ thông qua việc thực hiện các sợi đẩy tĩnh điện dạng búi và sợi bắt lớp bụi bề mặt.
Viện Công nghệ California với nghiên cứu “Lá chắn điện động lực có thể định hướng và mô-đun cho môi trường sống”. Đây là một bộ sưu tập các tấm được nhúng với hệ thống chắn bụi điện động lực học để giảm thiểu bụi Mặt trăng xâm nhập vào các không gian có thể sinh sống.
Trường Mỏ Colorado hợp tác với ICON, Masten Space Systems và công ty Adherent Technologies đưa ra giải pháp cho Môi trường hạ cánh và phóng tàu vũ trụ trên Mặt trăng nhằm tạo một bề mặt chất kết dính bụi Mặt trăng và một rào chắn bằng sợi carbon ngăn bụi Mặt trăng.
Viện Công nghệ Georgia với sáng chế Bàn chải giảm thiểu hỗn hợp bụi sử dụng công nghệ EDS và UV. Đây là một bàn chải hỗn hợp sử dụng công nghệ che chắn bụi điện động lực và tia cực tím để loại bỏ bụi Mặt trăng khỏi bộ quần áo vũ trụ và các bề mặt khác. Lông bàn chải có chứa các điện cực thu hút các hạt bụi Mặt trăng tích điện và làm sạch chúng khỏi bộ đồ. Các hạt bụi còn lại được tích điện bằng bộ phát tia cực tím để hệ thống tiếp tục loại bỏ.
Đại học Khoa học và Công nghệ Missouri với sáng chế Loại bỏ bụi Mặt trăng bằng sóng siêu âm thông qua sự phóng rung từ pin mặt trời nhằm loại bỏ bụi Mặt trăng khỏi pin mặt trời qua sự rung động siêu âm thông qua một chiến lược tối đa hóa gia tốc bề mặt.
Đại học Central Florida với nghiên cứu Bụi Mặt trăng làm giảm nhẹ lớp phủ vi kết cấu tĩnh điện. Đây là một giải pháp kỹ thuật vật liệu lấy cảm hứng từ sinh học như xây dựng một vi cấu trúc bề mặt giống như sợi tóc mô phỏng các loài thụ phấn để giảm sự tương tác mạnh mẽ giữa bụi và bên ngoài của bộ đồ vũ trụ. Nhóm cộng tác với Morphotonics sẽ sản xuất các loại vải dẫn điện có tác dụng tiêu tán điện tích trên bụi Mặt trăng và sử dụng thiết kế dựa trên nghệ thuật gấp giấy Nhật Bản để cải thiện tuổi thọ của vật liệu.
Đại học bang Washington với nghiên cứu sử dụng Hiệu ứng Leidenfrost như một công cụ mới lạ để giảm thiểu bụi Mặt trăng. Hiệu ứng Leidenfrost mang tên nhà khoa học Đức khi ông phát hiện ra nếu nhỏ những giọt nước lên chiếc chảo nóng thì chúng chuyển động loạn xạ trong một thời gian khá dài, sau đó mới từ từ bốc hơi với tốc độ chậm hơn bình thường. Nghiên cứu này nhằm sử dụng sự bay hơi mới lạ của các giọt chất lỏng đông lạnh để nâng và vận chuyển bụi Mặt trăng từ các vật liệu của bộ đồ không gian.
Các khoản tài trợ của NASA sẽ được sử dụng để phát triển và thử nghiệm các công nghệ trong môi trường mô phỏng trong 10 tháng tới. Các nhóm sẽ trình bày kết quả nghiên cứu và phát triển của họ trước một hội đồng gồm NASA và các chuyên gia trong các vấn đề chuyên ngành vào tháng 11-2021.
Tiến sĩ Rajiv Doreswamy, quyền quản lý Trợ cấp không gian thuộc Văn phòng STEM của NASA cho biết: “Thử thách này là một cách tuyệt vời để tìm ra các giải pháp cho một vấn đề phổ biến ảnh hưởng đến việc hạ cánh, khám phá và sinh sống trên Mặt trăng”.