Mensen op de maan zetten: dat kunnen we. Maar die mensen vervolgens ook schoonhouden, lukt niet. Het maanstof klampt zich namelijk overal aan vast en kan vervolgens zelfs ‘hooikoorts’ veroorzaken. Het is een groot probleem. Maar wetenschappers denken nu een oplossing te hebben.
Ze hebben namelijk een spray ontwikkeld die bijna al het maanstof van een ruimtepak (en andere oppervlakken) verwijdert. Dat is te lezen in het blad Acta Astronautica.
Maanstof
De maan is uitermate stoffig en dat is tijdens eerdere bemande missies naar onze natuurlijke satelliet al zeer problematisch gebleken. Maanstof heeft namelijk een aantal vervelende eigenschapen. “Maanstof is statisch,” zo vertelt onderzoeker Ian Wells. En daardoor blijft het overal aan plakken. Wells vergelijkt het ook wel met de opvulchips die je soms in pakketten met daarin breekbare spullen aantreft. Die kleine schuimpjes hebben ook de neiging om overal aan te blijven hangen. Maar in tegenstelling tot die zachte opvulchips bestaat maanstof uit heel fijne, superscherpe deeltjes. Het stof met een stofdoek of borstel van oppervlakken of je ruimtepak vegen, is dan ook niet aan te raden; het levert direct beschadigingen op.
En de deeltjes blijven niet alleen overal aan plakken; ze dringen – doordat ze zo fijn zijn – ook moeiteloos overal binnen, zo leerden we tijdens de bemande Apollo-missies uit de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw. Zo wisten de stofdeeltjes zelfs de ruimtepakken binnen te dringen en deze soms onbruikbaar te maken. En tot overmaat van ramp kwamen de stofdeeltjes ook in de longen van astronauten terecht, alwaar ze heuse ‘lunaire hooikoorts’ veroorzaakten. “Lunaire hooikoorts is een term die gebruikt wordt om de irritatie die door maanstof in de longen van astronauten ontstaat, te beschrijven,” legt Wells uit. “Toen de ruimtepakken tijdens de Apollomissies weer naar de maanlanders werden gebracht, werden ze niet eerst schoongemaakt, waardoor grote hoeveelheden stof in de maanlanders terechtkwamen die zowel de astronauten als hun uitrusting aantastten.”
2025
Het moge duidelijk zijn: maanstof maakte het leven van de Apollo-astronauten er niet gemakkelijker op. “Het zorgde voor een hoop problemen die van invloed waren op zowel de missies als de astronauten zelf,” aldus Wells. En die problemen dreigen op korte termijn opnieuw te gaan spelen nu de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie in 2025 opnieuw mensen op de maan wil gaan zetten. Reden genoeg voor Amerikaanse onderzoekers om op zoek te gaan naar een oplossing. En die denken ze nu gevonden te hebben, en wel in de vorm van vloeibare stikstof. In hun studie tonen ze – geholpen door barbies en gesimuleerd maanstof – aan dat het mogelijk is om tot wel 98 procent van het maanstof dat aan ruimtepakken blijft plakken te verwijderen door die stoffige pakken met vloeibaar stikstof te besproeien.
Experimenten
Wells en collega’s verzamelden een aantal barbiepoppen en trokken ze een zwart ruimtepak aan. Vervolgens gooiden ze er gesimuleerd maanstof tegenaan, waardoor het ruimtepak al snel wit kleurde. Daarna besproeiden ze het ruimtepak met vloeibaar stikstof. En dat zorgde er – zowel in een aardse atmosfeer als in een vacuüm – in no-time voor dat het stof de ruimtepakken ‘losliet’.
Hoe werkt het?
Dat vloeibare stikstof er zo voor kan zorgen dat de ruimtepakken weer schoon worden, heeft eigenlijk twee redenen, zo legt Wells aan Scientias.nl uit. “Allereerst verandert de vloeistof doordat we deze bij een temperatuur die boven het kookpunt (-196 graden Celsius, voor stikstof) ligt, introduceren, in een gas. Dat leidt tot een expansie van de stikstof, die een beetje vergelijkbaar is met een kleine ‘explosie’ en waarbij het maanstof ver van het oppervlak wordt weggevoerd. Daarnaast gebeurt er nog iets heel bijzonders; aangezien de vloeistof zo ver boven het kookpunt geïntroduceerd wordt, vormt deze ook ronddraaiende druppels die niet willen verdampen.” Het effect is vergelijkbaar met wat je ziet gebeuren als je koud water op een gloeiendhete kookplaat laat vallen; druppels water springen dan weg. En in het geval van de stikstof pakken die druppels ook wat maanstof op en voeren het weg van het ruimtepak. “Een combinatie van die twee effecten zorgt ervoor dat de ruimtepakken in grote mate weer schoon worden.” En de ruimtepakken worden niet alleen schoon; ze blijven ook lang heel. Want waar het afborstelen van met maanstof bedekte ruimtepakken eigenlijk direct al tot schade aan ruimtepakken leidt, blijkt de vloeibare stikstof pas na 75 keer op de stoffige ruimtepakken te zijn toegepast, enige schade aan te richten.
Stikstof voorhanden
Daarmee zijn het veelbelovende experimenten. Zeker als je bedenkt dat toekomstige astronauten waarschijnlijk voldoende stikstof tot hun beschikking hebben. “In alle buitenaardse habitats die er tot op heden geweest zijn (zoals bijvoorbeeld het internationaal ruimtestation) was stikstof aanwezig,” legt Wells uit. Zo bestaat de lucht in het ISS bijvoorbeeld voor zo’n 20 procent uit zuurstof en voor ongeveer 80 procent uit stikstof.
Vervolgonderzoek
Hoewel de experimenten dus positief zijn verlopen, is meer onderzoek nog hard nodig, stelt Wells. “Meer tests zijn nodig om de vloeibare stikstof-spray te optimaliseren voor gebruik op de maan en om na te gaan of het ook op andere materialen – naast ruimtepakken en glas – werkt.”
Geen hooikoorts meer
Als ook die vervolgonderzoeken goed verlopen, zou dat geweldig nieuws zijn. Want dan hebben we eindelijk iets om ons van dat plakkerige maanstof te ontdoen. Het zou de levensduur van apparatuur op de maan aanzienlijk kunnen verlengen en de lunaire hooikoorts een halt toe kunnen roepen. “Als we het stof van de ruimtepakken kunnen verwijderen en kunnen voorkomen dat het de leefruimtes van astronauten binnendringt, zouden we lunaire hooikoorts in theorie kunnen voorkomen,” bevestigt Wells.
Haast
Enige haast is daarbij wel geboden, want een terugkeer naar de maan is zoals gezegd aanstaande. “Idealiter wordt het stofprobleem zo snel mogelijk opgelost. Het kan namelijk de extreem dure toerusting van astronauten – zoals ruimtepakken – ruïneren en ook nadelige effecten hebben op de gezondheid.” Zo wordt bijvoorbeeld gevreesd dat langdurige blootstelling aan maanstof tot ernstige longschade zou kunnen leiden.
Wetenschappers lijken dus een manier gevonden te hebben om stoffige astronauten op de maan weer schoon te maken. Maar het zou natuurlijk nog mooier zijn als een manier kan worden gevonden om te voorkomen dat astronauten überhaupt stoffig worden. Wells is het daar helemaal mee eens. “In theorie is voorkomen dat maanstof blijft plakken natuurlijk de beste optie. Maar tot op heden zijn er geen technologieën gevonden waarmee we ervoor kunnen zorgen dat er geen enkel stofdeeltje meer blijft plakken. Er wordt wel veel onderzoek naar gedaan, maar het is er nog niet.” En zelfs als onderzoekers een manier zouden vinden om materialen grotendeels maanstofafstotend te maken, ziet Wells nog wel mogelijkheden voor de vloeibare stikstof-spray. “Ik denk dat een combinatie van passieve technieken – waarbij de hoeveelheid stof die aan materialen blijft plakken wordt teruggebracht – en actieve technieken – waarbij stof dat toch nog blijft plakken, wordt verwijderd – de meeste potentie heeft. Zowel voor ruimtepakken als voor andere materialen die we op de maan gaan gebruiken.”
