Processo utilizado para auxiliar o design dos Dispositivos de Mitigação de Poeira Lunar xEMU

O protótipo da Unidade de Mobilidade Extraveicular de Exploração (xEMU) Design, Verificação e Teste (DVT) está sendo desenvolvido e testado no Centro Espacial Johnson da NASA para fornecer aos astronautas um ambiente seguro durante a exploração terrestre. A poeira lunar é identificada como um dos maiores desafios para um traje espacial durante a exploração lunar. Partículas finas de poeira, semelhantes a vidro, provaram ser prejudiciais ao funcionamento do hardware da Apollo, tendo potencial para causar degradação significativa de desempenho em voos tripulados futuros. A intenção é explorar os elementos dentro do processo de design usados para desenvolver Dispositivos de Mitigação de Poeira Lunar (LDMD). A discussão inclui como os testes foram realizados para observar o comportamento da poeira, dentro de uma Câmara de Plasma Pó, para apoiar os esforços analíticos. Um esforço analítico central é prever a coesão e a adesão da poeira às superfícies dos LDMD e quão bem o fluxo de gás fornecido pelo xEMU poderia cortar ou rolar a poeira coletada em direção ao vácuo lunar. Isso apoia uma Fase II de Pesquisa Inovadora para Pequenas Empresas da NASA, mitigando a ameaça de partículas de poeira lunar para a operação de seis componentes de ventilação do traje espacial. Uma ferramenta de simulação de Dinâmica de Fluidos Computacional e Método de Elementos Discretos foi desenvolvida para prever a resposta da poeira lunar com carga suposta, força coesiva e força de cisalhamento a fluxos de gás de diferentes velocidades. Pesquisas anteriores foram malsucedidas em determinar as magnitudes apropriadas dos parâmetros de poeira necessários. Valores de melhor ajuste dos parâmetros do modelo serão determinados para o simulador de regolito lunar "plasma empoeirado" nos fluxos de gás de entrada em vácuo (~10-6Torr). Simulações subsequentes podem testar a sensibilidade da remoção de poeira a parâmetros como carga, nível de gravidade e nível de vácuo de saída. Protótipos de LDMD e dispositivos de desenvolvimento também serão testados, dentro de uma Câmara de Plasma Pó, na Universidade de Auburn, Auburn, para determinar como o aumento do fluxo de gás remove partículas de poeira carregadas de diferentes rugosidades e acabamentos superficiais. Os dados empíricos serão importados para a ferramenta, tentando replicar os efeitos observados nas condições de teste.