地球上模拟月球静电环境的突破为未来的月球探测提供了有希望的基础。通过精确地复制和评估月球尘埃的影响，这项技术为克服太空任务中的主要障碍之一提供了重要的见解，为先进的月球研究和原位资源利用计划铺平了道路。光电电流测量装置照片。Credit:韩国土木工程与建筑技术研究院(KICT)

　　将月球建设为深空探测前沿基地的研究正在全世界范围内进行，韩国也不例外。韩国建筑工程技术研究院(KICT，院长金炳锡)成功地模拟了月球表面的静电环境，而不是在太空中，而是在地球上。研究人员还评估了它的性能和有效性。

　　执行月球任务中最严重的威胁之一是月球表面的环境，它是静电的。由于其极薄的大气层，月球直接暴露在太阳紫外线，x射线，太阳风，地球等离子体等。因此，月球上的尘埃云呈现出强烈的静电。月球的静电环境白天带正电，晚上带负电。

　　考虑到月球几乎没有大气层，由于空气阻力很小，即使是很小的撞击，灰尘也很容易被吹走。带静电的风化层颗粒粘在太空探索设备上时，可能会对设备造成严重损坏。例如，当粘在光伏电池上时，这些颗粒会降低发电效率。在载人任务中，它们会损坏保护宇航员的宇航服，或者穿透呼吸系统，导致危及生命的后果。

　　KICT的模拟室

　　由Shin Hyusoung博士领导的KICT研究小组(与高级研究员Chung, Taeil和Park, Seungsoo博士一起)开发了一个旨在模拟带电条件的腔室。目的是实现一个类似于月球表面的静电环境。

　　图示所设计的测量单元原理及说明(非按比例)。Credit:韩国土木工程与建筑技术研究院(KICT)

　　由KICT开发的腔室包含紫外线灯，电子束和等离子发生器，可对测试对象的表面带正电荷或负电荷。展望未来，该设备可用于利用紫外线辐射和电子束对月球土壤的复制品进行静电充电。它将有助于确定有多少物质附着在探测器上，并预测潜在的问题。这项技术不仅仅是简单地进行静电充电，而是模拟月球在各种条件下的带电环境，比如白天或夜晚的环境，以及受到地球等离子体的影响。

　　静电环境研究进展nment模拟

　　本研究工作的最大成果在于所研制的设备能够以定量和独立的方式测量产生的光电电流的量，而光电电流对月球白天的月尘充电影响最为显著。本研究得到的实验测量值与相应的理论值误差在5%左右，证明了所开发技术的可靠性。

　　因此，KICT的尝试不仅在再现类似月球的环境方面取得了成功，在这种环境中土壤尘埃保持静电，而且在开发评估技术方面也取得了成功。本研究为将所研制的设备装备在大型脏热真空室(DTVC)上实现静电环境并进一步评估其性能奠定了基础。

　　主导该项目的申博士表示:“通过此次研究，可以将韩国在世界上首次开发的全尺寸dvc与月球尘埃充电技术有效地结合起来。”该解决方案将作为未来在月球上实施原位资源利用(ISRU)的一系列技术的试验台，解决和应对带电月球尘埃带来的一系列潜在技术挑战。

　　参考文献:“月球日间模拟室光电电流测量单元的设计与验证”，作者:Seungsoo Park, Taeil Chung, Jihyun Kim, Byunghyun Ryu和Hyusoung Shin, 2024年1月10日，Aerospace。DOI: 10.3390 / aerospace11010069

　　本研究得到了KICT研究计划(项目编号:KICT)的支持。20230081-001，极端条件下TRL6环境模拟器及先进施工技术的开发)，科学和信息通信技术部资助项目。