研究中使用的一些EDS样本。图片来源：《宇航学报》

月球尘埃仍是长期人类登陆的最大难题

月球尘埃的尖锐且黏附性极强，使其天然粘附在从太阳能板到人体肺部的任何物体上。虽然已有一定的处理方法，但在将任何此类系统用于月球环境之前，地球上仍需做大量实验。Francesco Pacelli 与 Alvaro Romero‑Calvo（佐治亚理工学院）及其合著者在《Acta Astronautica》上发表的新论文，介绍了两种可在此类环境中使用的柔性电动尘埃屏障（EDS）类型。

EDS 已经在主动清除月尘方面处于领先地位。其工作原理基于电帘效应：电场将带电与中性粒子从表面推开。想象一下《星际迷航》或《星球大战》船只上的“护盾”，但设计目标是偏转尘埃而非激光或光子炮。已证明其能有效保护平面设施（如太阳能板），但月球上并非所有设施都是平面的，且许多 EDS 类型对弯曲表面的处理并不理想。

① 铜基 EDS：易成型但易折裂

作者决定测试一种铜基 EDS。铜是从电路板到电机等各类产品中最常用的导体，成本低且易于快速制造。它可以弯曲成各种形状，适应弯曲表面。然而，像许多金属一样，其弱点在于多次折叠。电极在重复弯折后会裂开，使其适合静态放置，但不利于需在不同位置移动的防护。

② 化学改性还原氧化石墨烯（CMrGO）解决方案

另一种解决上述问题的方案是化学改性还原氧化石墨烯（CMrGO）。这是佐治亚理工团队从纳米复合材料中开发的全新电极类型，专为同时承受静态与周期性拉伸而设计。月球远侧与近侧极端温差也会对许多导体尺寸产生物理变化，导致拉伸。

温差并未真正参与实验模型。团队使用来自 Exolith Lab 的月球模拟土（lunar simulants），置于压强可降至约 10 亿倍低于地球大气压，但仍为月球压强的 10 000 倍。并在模拟土中施加紫外光，以模拟月球表面尘埃经历的光电离。

模拟土确实难以完美复制月尘的锋利边缘。其制备工艺通常无法得到相同的尖锐棱角，而紫外激活（如佐治亚理工团队所用）仅是我们在地球上能逼近真实月尘电荷的最佳近似。在月球表面，尘埃的处理难度更高。尽管如此，NASA 最近在 Firefly 的 Blue Ghost 任务中派遣 EDS 以直接保护表面散热器与玻璃。

回到地球，作者对曲面 EDS 进行多项实验，主要区别在于尘埃是已着落还是“动态尘埃”正在进行。核心问题是：这些系统在推开已粘附尘埃时的效果如何？以及在尘埃刚开始附着前能否有效阻止其附着。

铜（更确切地说是铜–聚酰亚胺）样品表现出色，即使尘埃已着落，使用足够高的电压（>3 kV）也能去除 90% 以上的尘埃。CMrGO 基 EDS 的效率略低，已着落尘埃去除率约 60%。它们似乎受限于微放电，原因是缺乏绝缘涂层，无法在导体间形成电弧。然而，在“动态尘埃”环境下，两者几乎完全阻止尘埃累积，显示其在长期积累方面具有有效性。

截至目前，这些系统尚未被任何近期开太月球任务采用。随着美中两国未来数年的月球探测任务计划，或许仅是时间问题——我们很快就会看到柔性、弯曲的 EDS 补丁覆盖在栖息地、机器人及其他表面之上，以保护它们免受月球普遍而又令人恼火的尘埃侵袭。

勇编撰自论文"Flexible electrodynamic dust shields for lunar missions".Acta Astronautica.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。