印度太空研究组织(ISRO)成功地将Chandrayaan-3 Vikram降落在月球表面,Rover Pragyan探索了Moon Southern Pole附近的地区。是这项成就的自然扩展,现在是时候研究未来的机器人探索任务,对月球和其他行星机构。ISRO一直在努力为学术界和工业创造独特的机会,以与组织目标相称。符合这些目标,来自印度青年的U R Rao卫星中心(URSC)征集,机器人流浪者的创新思想和设计,通过“ ISRO Robotics Challenge,URSC-2024”进行未来任务。这是学生社区的邀请,以设计和实现“轮子/腿的漫游者”,挑战的范围涵盖了完整的硬件和软件的开发。在本文档中讨论了该详细信息。目的是为参与实体提供太空机器人技术的发展机会,并利用国家青年的创造性思维来进行ISRO星际飞行道任务。这一挑战也有望在增强ISRO在太空探索中的能力方面发挥重要作用。
摘要 可持续太空探索需要改进原位资源利用 (ISRU) 技术,特别是利用当地资源生产机器人和人类探索所必需的产品。利用当地资源(如水)的能力不仅可以解决从地球运输物资的后勤挑战,还可以显著降低与太空任务相关的成本。水被列奥纳多达芬奇视为自然的驱动力,是太空探索的关键资源。作为宇航员的消耗品、辐射屏蔽以及电解成氢和氧(一种高效的火箭推进剂组合)描述了它的多种应用。然而,原位水提取在技术上仍然具有挑战性,需要进一步开发。LUWEX 项目通过开发和验证完整的原位水工艺链(包括提取、净化和质量监测)来应对这一挑战。它设想利用月球风化层中的水来推进并供宇航员饮用,从而实现可持续的太空探索。该综合测试装置使用热真空室内的冰冷月球尘埃模拟物模拟月球条件,旨在将整个流程链的技术就绪水平 (TRL) 从 2 级和 3 级提升到 4 级(即功能验证),一些子系统甚至可达到 TRL 5(即在相关环境中进行验证)。本文讨论了该项目的目标和相应的方法,强调了先进的水提取、捕获、净化和质量监测技术的开发和验证。通过这些技术,LUWEX 寻求为未来由欧洲主导的太空探索任务贡献创新的月球水提取和净化系统。本文概述了系统设计,并详细介绍了项目的技术发展路线图,阐述了 LUWEX 对未来探索任务的适应性,强调了其预计的潜力和长期目标,并概述了潜在的地面应用策略。转向可持续实践增强了我们执行长期任务的能力,最大限度地减少了对地球资源的依赖,从而提高了太空探索的可行性和可负担性。关键词:原位资源利用 (ISRU)、月球水提取、可持续技术、月球风化层、水净化 1. 简介 1.1 背景和动机 长期载人月球探索需要原位资源利用 (ISRU),以通过最大限度地减少质量、成本和风险来增强未来任务的能力 [1] ISRU 技术旨在利用本地资源为机器人和人类任务生产必需产品,
任务理事会航空研究任务理事会 (ARMD) - NASA 的航空研究主要在四个 NASA 中心进行:加利福尼亚州的艾姆斯研究中心和阿姆斯特朗飞行研究中心、俄亥俄州的格伦研究中心和弗吉尼亚州的兰利研究中心。探索系统任务理事会 (ESMD) - 建立将人类送入比以往更深太空的能力。ESMD 充分利用该机构的人力资本专业知识,其计划、项目、要素和集成职责分布在所有 NASA 中心。科学任务理事会 (SMD) - 与国家科学界合作,赞助科学研究,并与 NASA 在世界各地的合作伙伴合作开发和部署卫星和探测器,以回答需要从太空观察和进入太空的基本问题。空间操作任务理事会 (SOMD) - 负责在我们的太阳系中实现持续的人类探索任务和操作。SOMD 管理 NASA 目前和未来在低地球轨道 (LEO) 及以外的太空运营,包括向国际空间站提供商业发射服务。空间技术任务理事会 (STMD) - 负责开发 NASA 所需的跨领域、开创性、新技术和能力
尽管面临这些挑战,但越来越多的国家、航天机构和公司选择探索,因为它以非常现实和具体的方式使地球上的广大人民受益。科学家和研究人员利用太空任务期间收集的独特数据和样本来进一步了解宇宙以及人类在太空生活和工作的能力。企业家们在日益商业化的太空探索中看到了新的商业机会,并开发出适合广泛客户需求的新服务和产品。新一代宇航员冒险超越已知视野的勇气和卓越品格令他们着迷,并有动力继续从事科学和技术研究。各国和平合作,实现雄心勃勃的太空探索任务的共同目标,并将这一联合工作作为促进外交的工具。各国政府投资于尖端太空技术,以刺激发达经济并培养高技能劳动力。各国在太空领域取得非凡成就和创举时,产生了一种自豪感和归属感。太空探索为我们脆弱而共同的地球带来的新视角激励着全人类,并将他们团结在一起。
摘要:电力空间推进是一项在不断增加的航天器上采用的技术。虽然其应用领域的当前重点是电信卫星和太空探索任务,但现在正在讨论一些新想法,这些想法走得更远,应用推进器羽流粒子流将动量传递给目标,例如空间碎片物体甚至小行星。在这些潜在场景中,推进器光束撞击远处的物体,随后改变它们的飞行路径。到目前为止尚未系统研究的一个方面是推进光束中的带电粒子与太空中存在的磁场的相互作用。这种相互作用可能导致粒子流偏转,从而影响瞄准策略。在本文中,介绍了与电力推进推进器羽流和磁场相互作用相关的基本考虑因素。针对这些问题,德国航空航天中心在哥廷根的电推进器高真空羽流测试设施(STG-ET)进行了实验,利用栅状离子推进器、RIT10/37 和亥姆霍兹线圈产生不同场强的磁场。可以检测到由类似地球磁场强度的磁场引起的 RIT 离子束的束偏转。
长期微重力环境对人类生理学有许多有害影响。与长时间探索任务有关的此问题的最明显解决方案是纠正缺乏重力。这可以使用短臂人体离心机来完成,但似乎没有足够的有效性,也许是因为这种对策的持续时间很短和/或巨大的身体重力梯度。必须研究新的观点,例如查看(非常)长臂旋转系统是否会产生连续的1 g或部分重力场可能会解决此问题。除了有关宇航员微重力病理学的预期益处,此外,航天器本身之外,其机上(子)系统和过程可能会受益于旋转配置。在本文中,我们非常简短地解决了医疗问题,但是这项工作主要集中在工程,运营,生命支持,安全性和预算方面的优势,即首先在低地球轨道上不断旋转的航天器,然后在长期持续到火星。一个大型旋转航天器是可行的,并且可以负担得起,并且可以负担得起。它具有政府和商业用途的优势,但也鉴于太空旅游业的预期增加。它还将节省机组的时间和数十亿美元,以抵消微重力的影响。
航天器信息学是近年来最令人兴奋和当代的研究主题之一。许多国家 /地区都在深空探索中部署相关技术,例如AI,机器人技术,机器学习等。此外,需要考虑在航天器,高级技术中涉及的高复杂性,高成本和高风险,需要采用信息建模,模拟,优化和决策支持方法,以提高空间操作的有效性,效率,可靠性和安全性(Du et etal。div>>2017; Rui等。2014)。新兴的信息学方法为航天器领域提供了有关轨道内的航天器,卫星,任何类型的空间探索任务的空间站,从地面控制,用户有效载荷,遥感和条件,遥感和远程感应以及更多的空间自发和计划,预测,预测,计划和控制的活动和活动活动。为了贡献当前和未来的太空探索和航天器的开发,在本期特刊中,我们收集了航天器信息学研究的出色研究论文。每篇论文都经过了匿名专家裁判的Inde Pendent的双盲同行评审。在审查过程之后,接受了八篇高质量论文,并在本期中发表。
内部语言月球表面电力。——委员会认识到,未来在月球表面(尤其是极地)开展的长期科学和探索任务需要稳定、可靠和不间断的电力,并支持过去和正在进行的对多种技术的投资,包括垂直太阳能电池阵列技术 (VSAT) 和裂变表面电力 (FSP)。委员会指出,月球表面电力组合方法具有战略优势,包括可负担性、移动性和准备就绪性。NASA 被指示赞助开发和部署多种月球表面电力解决方案,以支持 Artemis 计划,并使月球电力作为一种服务实现商业化。NASA 被指示在本法案颁布后不迟于 180 天内向委员会报告其计划,利用其在 2030 年代可持续月球存在的总体计划,利用对表面电力的投资。此外,委员会指示太空技术任务理事会利用现有的技术成熟努力与商业合作伙伴在 2026 年前执行一次地面动力演示,并在 2023 财年提供 40,000,000 美元启动该计划。为此次演示提供的资金将用于有效载荷开发以及通过商业月球有效载荷服务计划向月球表面提供相关的运送服务
预期效益 按需生产硬件的能力将直接降低成本和风险,因为可以在打印所需的时间内获得所需的精确部件或工具。ISM 是实现太空制造设施的第一步,而太空制造设施是任何深空探索任务的关键支持组件。此外,按需制造电子设备的可用性是 NASA 未来太空和行星探险的关键要素。电子设备(例如传感器、通信基础设施(电缆)、印刷储能设备和发电元件)都需要在轨道或地外栖息地环境中按需制造,以更换故障组件或在长期、独立于地球的任务中制造新系统。未来在抵达之前进行的装备和自主设置工作将有利于长期任务。能够制造大多数基础设施将是人类在其他世界可持续存在的关键。NASA ISM 项目利用合作协议通知 (CAN) 和小型企业创新研究 (SBIR) 奖等机制与行业密切合作,以利用快速的技术进步。这将刺激该地区的陆地经济,同时利用有限的 NASA 资源专注于将这些技术应用于太空环境。
对太空资源的需求迫在眉睫。目前,NASA 正在建造月球门户空间站,作为未来太空探索任务的门户,并将于 2025 年开放。加拿大已经为该项目投入了高达 20 亿美元的资金,包括新的加拿大臂和其他贡献。能够从门户为火箭提供燃料是未来太空探索的关键。从月球上运送氧化剂燃料(氧气)是一种比从地球运送更经济、更可持续的替代方案,因此 NASA 和其他机构正在争取其国家的支持。中国和俄罗斯也承诺在 2025 年开放月球基地,加速全球时间表。通过提取过程,可以生产出许多有用的衍生产品,例如水、稀有金属和关键矿物,这些产品也很受欢迎,具有国家战略重要性。此外,由于月球风化层已被证明具有很高的源材料利用率,因此可以制造用于太空基础设施的 3D 打印部件。通过使太空中的大规模作业更加可持续和经济实惠,ISRU 将促进地球上同样重要的技术的研究、开发和进步,包括水处理、氢存储、能源生产、机器人技术、3D