提案人指南 1.0 NASA 行星风成实验室 (PAL) 1.1 什么是 PAL?行星风成实验室 (PAL) 是一种用于在不同行星大气环境下进行风成过程(风吹粒子)控制实验和模拟的设施,包括地球、火星和土星的卫星土卫六。PAL 目前由 NASA 的行星科学部门提供支持(2014 年之前,PAL 由 NASA 的行星地质和地球物理学 (PG&G) 计划提供支持)。PAL 包括位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的 NASA-Ames 研究中心 (ARC) 的设备和设施,亚利桑那州立大学 (ASU) 位于亚利桑那州坦佩,拥有单独的设备来支持 PAL 活动。PAL 包括美国最大的压力室之一,用于进行低压研究。PAL 可在受控实验室条件下对风成过程进行科学研究,并可对 NASA 太阳系任务的航天器仪器和组件进行测试和校准,包括需要大量低气压的任务。PAL 包括:(1) 火星表面风洞 (MARSWIT) 和 (2) 土卫六风洞 (TWT),位于加利福尼亚州山景城 NASA ARC 的结构动力学大楼 (N-242) 内,由亚利桑那州立大学管理。MARSWIT 和 TWT 由 NASA-Ames 的商店、仪器设施和成像服务提供支持。ARC 的 PAL 设施还配备了一名全职技术人员(在 ARC 工作的 ASU 员工),为行星用户提供服务。亚利桑那州立大学坦佩校区的配套设施包括环境压力/温度风洞 (ASUWIT)。ASU 还拥有涡流(尘卷风)发生器 (ASUVG),但目前归富尔顿工程学院所有(可协商用于行星研究)。ASUWIT 是 ASU 地球与空间探索学院 (SESE) 的一部分,由 SESE 教授 Ian Walker 负责运营。ASUWIT 由 ASU 的 Ronald Greeley 中心的工作人员提供支持。NASA-Ames 的火星表面风洞 (MARSWIT) 于 1976 年投入运行,用于研究陆地和火星条件下风夹带粒子的物理学,进行流场建模实验以评估从小岩石到地貌(缩放)如陨石坑等尺度上的风蚀和沉积,并在火星大气条件下测试航天器仪器和其他组件。MARSWIT 是一个 13 米长的开路边界层风洞,位于一个大型环境室内,在 1 巴至 5 毫巴的大气压下运行,在 1 巴时最大速度为 10.5 米/秒,在 5 毫巴时最大速度为 100 米/秒。该风洞采用开路设计,但位于一个大型压力室的地板上,内部高度为 30 米,内部容积为 13,000 立方米。对于低压风洞运行,将腔室密封并抽空,内部的开路风洞在低压环境中运行。抽空如此大腔室的内部压力需要大量电力,这通常非常昂贵。PAL 从热物理设施的蒸汽真空系统获取真空能量,大约 45 分钟内即可抽真空至火星模拟压力 (4 托)。由于真空系统运行成本高,双方达成协议,PAL 几乎只在与其他赞助 NASA-Ames 蒸汽工厂活动的 NASA-Ames 项目/设施合作时才抽真空。这种安排非常经济高效,但需要提前安排低压运行(需要抽空)。除了此协议外,还提供预留真空服务,前提是提供足够的资金并且没有时间安排冲突。
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