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“月球真空吸塵器”:在外層條件下的風化塵吸系統的設計考慮因素

Background: While watching SSERVI Director’s Seminar Series: RIS4E (Science and Exploration of the Moon, Near Earth Asteroids, the Moons of Mars enabled by the Remote In Situ and Synchrotron Studies for Science and Exploration), more info here, speaker Tim Glotch mentioned (roughly 26 minutes into the presentation) that they used kites and might use drones in the future to perform LiDAR scans of pits and otherwise untraversable terrain during their simulated lunar analog environment tests at Hawaii.

顯然,正如蒂姆·格洛奇在演講中提到的那樣,風箏和傳統推進使用氣動升力的無人機無法在月球上工作,因為沒有大氣壓力可以說,但這讓我想到未來腳在地上<�月球上的活動可能會使用某種方式將通信和科學設備懸停在地面以上,比如支持各種現場地面操作,並與遠處或直接視線基地的障礙物進行通信。我的一個想法可能是一種吸管,它在接觸地面的頭端收集表面灰塵,將灰塵吸向其尾部端,排氣被重定向朝向地面以實現推力並使其能夠在距地面一定距離處盤旋。野生?或許,但類似的工作在地球上的重力也是六倍,通過使用水射流來推動 aquatic懸浮滑板。添加一個空間感知的控制器軟件,一些高精度加速度計和一個萬向節噴嘴到混合,你得到一個自動懸停結構,可以通過其灰塵的壓力暫停月球地面以上的通信天線和/或遙感設備,便攜式,易於安裝/可折疊,無論何時需要。

To the question: Wild ideas aside (and yes, there are a few other problems with it I didn't yet manage to address like that it would stir a lot of dust unless it's a highly efficient and precise recycler/rebreather system), one thing I'm rather unsure of is how does one design the suction head so it starts working in a nearly no atmospheric pressure environment and with no surface tension to speak of? And once such a system would start, would the lunar dust itself, now hopefully an aerosol inside the tube, provide sufficient surface tension, or would it clog the suction tube if no additional gas is continuously supplied to such a system and mixed with the dust intake?

值得一提的是,這不僅與我瘋狂的想象有關,而且必定要解決月球風化的質量分離系統 ISRU (原位資源利用),從可呼吸的空氣環境中去除尖銳的矽酸鹽粉塵,如果這種方法運作良好,甚至可能是氣墊船(安全耐用)在尖銳和磨蝕的月球表面上運輸。

是否有研究機構,團體或發明個人發表了關於設計用於外層環境的工業連續抽吸系統的論文或專利,最好是對月球表面模擬物進行測試,結果是什麽?

什麽是月球塵埃類似於額外供應的氣體質量比,可以啟動和維持吸力,這些設備的預期耐久性和最常見的故障點是什麽?此外,有任何類似的東西,規模較小,也許是由任何阿波羅任務完成/測試的嗎?


TL;DR - Yes, I'm basically asking how does one design a vacuum cleaner that would work in vacuum. Well, kinda. Read the question. :)

最佳答案

你不能在真空中抽真空,如果你想使用壓差來移動月球上的灰塵,你必須自己供應氣體,這樣它就不再是真空了。你可以設置一個釋放氣體的系統然後被吸起來,但我懷疑它是一個可行的命題,因為你將無法匹配空間本身的真空能力。將天然氣放在首位是一個大問題。

一種可能的解決方案是構建某種結構,當放下並錨定到月球表面足夠平坦的部分時,能夠產生足夠強的密封以建立部分大氣壓力。一旦將氣氛泵入,您就可以吸塵並收集灰塵,然後再將氣氛泵出。

與簡單地創建有效的挖掘機制相比,這看起來過於復雜並且面臨許多挑戰。

轉載註明原文: “月球真空吸塵器”:在外層條件下的風化塵吸系統的設計考慮因素