Ученые придумали «плазменный веник» для защиты от марсианской пыли

Обычной проблемой для марсианских зондов является постепенное покрытие поверхностей слоем марсианской пыли, что ухудшает работу приборов и может привести к поломке. Исследователи из румынского Национального института лазерной, плазменной и радиационной физики в Бухаресте предложили удалять пыль при помощи устройства, использующего для этого плазму. Статья с описанием прибора опубликована в издании New Journal of Physics.

Марсианская пыль, состоящая из частиц размером от долей микрона до сотен микрон, покрывает тонким слоем все, что находится на Красной планете. «Отчеты NASA показывают, что пыль действительно представляет проблему, — говорит Каталин Тикош, ведущий автор работы. — Марсоходы Opportunity и, в меньшей степени, Spirit испытали влияние марсианской атмосферы». Частицы пыли не только покрывают камеры и оптические детекторы, рано или поздно делая их бесполезными, но и уменьшают выработку энергии солнечными батареями примерно на 0,3% в день. Также они могут сквозь щели попасть во внутренние части и усилить трение между движущимися деталями.

Ученые предложили избавляться от пыли при помощи импульсной плазменной струи. Для ее создания планируется использовать простой плазменный ускоритель, в котором разреженный газ пропускается между двумя плоскими электродами с приложенным высоким напряжением. В предложенной конструкции один из электродов в виде стержня помещается внутрь другого, сделанного в форме полого цилиндра. Разрядный ток образует магнитное поле, которое совместно с электрическим выбрасывает плазму. «Хитрость заключается в том, что необходим достаточно сильный ток для создания необходимого магнитного поля, что гораздо проще сделать в импульсном режиме, — поясняет Тикош. — На тысячную долю секунды ток достигает нескольких килоампер, поэтому толкающая плазму сила достаточно велика».

В качестве газа авторы предлагают использовать CO₂, из которого марсианская атмосфера состоит на 96%, что позволит устройству работать на доступном ресурсе, а не использовать привезенный с Земли запас. Исследователи также оценили энергетические затраты на работу прибора, которые составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч джоулей за один пульс в зависимости от напряжения. Эта энергия достаточно мала, чтобы можно было очищать таким способом солнечные батареи несколько раз каждый день.