Body text
Stof vormt een echte uitdaging voor toekomstige verkenningsmissies met bemanningen en robots.
Afgezien van het feit dat stof de gezondheid van astronauten in gevaar kan brengen door inademing en irritatie van de luchtwegen, heeft het stof op de maan nog veel andere potentiëel gevaarlijke effecten, zoals scheuren in het ruimtepak, verduistering van het zicht naar buiten, foutieve instrumentmetingen, stofcoating en -vervuiling, verlies van tractie, verstopping van mechanismen, slijtage, thermische controleproblemen (oververhitte radiatoren) en defecten aan afdichtingen.
Het DUSTER-project
Daarom is het van het grootste belang om de eigenschappen van de stofdeeltjes die aanwezig zijn op de verkenningssites en hun transportmechanismen te karakteriseren, zodat efficiënte beschermingstechnieken kunnen worden toegepast. Daartoe wordt in het kader van het DUSTER-project een breadboard instrument met drie sensoren ontwikkeld. Dit instrument bestaat uit:
- een Langmuir-sonde om de eigenschappen van het plasma aan het maanoppervlak te meten,
- een sensor om het statisch elektrisch veld (E-veld) van de stoflaag af te leiden door de lading van de stofdeeltjes te meten, en
- een actieve stofsensor om stofdeeltjes aan te trekken en hun lading, snelheid en massa te analyseren.
De front-ends en de hoogspanningsvoeding (tot 5 kV) samen met de E-veld-sensor en Langmuir-sonde werden ontwikkeld bij het BIRA. De digitale en verwerkingseenheid (DPU), de laagspanningsvoeding en de software werden ontwikkeld door IAA-CSIC (Granada, Spanje). De ontwikkeling van de actieve stofsonde en de testen in een representatieve omgeving in het laboratorium zijn uitgevoerd door ONERA (Toulouse, Frankrijk).
Lees meer op de DUSTER-website
Elektronische front-ends
Elke sensor heeft een specifiek front-end om het analoge signaal te meten en naar de DPU te sturen.
- Het front-end van de Langmuir-sensor laat toe om extreem zwakke stroompjes te meten, terwijl het potentiaal van de sensor tussen -100 V en +100 V wordt gevarieerd.
- Het front-end van de stof-sensor meet de zwakke stroompjes geproduceerd door de geladen stofdeeltjes door de sensor op een hoog potentiaal te zetten (tot 5 kV).
- Het front-end van de elektrisch-veld-senosr maakt het mogelijk het DC-elektrisch veld te meten.
De DUSTER Langmuir-sonde
De Langmuir-sonde, ontwikkeld door het BIRA, bestaat uit een aluminium bol met een diameter van 80 mm, met daaronder een afscherming van 80 mm lang om de effecten van de arm op de elektrische omgeving van de sonde te beperken.
Er zijn twee versies van de sonde vervaardigd: één met een goudcoatingen en een tweede met DAG213-coating: een met grafiet gevulde epoxycoating. Een vergelijking van de prestaties van beide sondes zal worden uitgevoerd tijdens de testen in de plasmakamer bij ONERA.
