随着太空技术的快速发展,外星探索逐渐倾向于进一步延伸和更透彻的行星探索。作为人类建立永久行星基础的尝试的第一步,通过原位资源利用(ISRU)建立农历基地(ISRU)将大大减少对地球供应的依赖。月球资源,包括矿产资源,水/冰资源,挥发物和太阳能,将有助于建立长期生命支持和科学探索任务的月球基地,尽管我们必须考虑高真空度,低重力,极端温度条件等的挑战。本文对过去正在发展的ISRU的过程进行了全面的综述,以及几种ISRU技术的最新进展,包括原位水获取,原位氧气生产,原位建筑和原位的现场能源利用以及原位生命的生命支持和月球上的植物种植。尽管能够为月球基础建筑和科学探索提供一些物质和能源供应,但ISRU技术仍需要持续验证并升级以满足进一步的Lunar Exploration任务的更高要求。最终,提出了未来十年对月球ISRU技术的三步制定计划,其中包括提供技术解决方案,提供有效载荷的技术验证并进行现场实验,以建立一个永久的伦纳族站和进行长期的长期月球表面科学活动。ISRU技术的概述,我们的建议将为中国未来的月球勘探任务提供潜在的指导。
1 任务架构负责人,空间合作社,marc@space.coop https://space.coop/。2 空间建筑师、航天运营/工程师和月球地质学家,donald.c.barker@att.net.,德克萨斯州休斯顿 3 空间建筑师,suzana@space.coop,https://space.coop/,德克萨斯州休斯顿。4 德克萨斯大学医学分校,名誉教授,sheryl.l.bishop@gmail.com,https://nursing.utmb.edu/。5 教授,空间研究系,北达科他大学,北达科他州大福克斯,58202 pablo.de.leon@und.edu,https://aero.und.edu/space/。6 首席执行官,Robles Ridge Software, LLC,ron@getmoodfit.com,https://www.getmoodfit.com/。 7 维也纳技术大学建筑设计学院教授 haeuplik@hb2.tuwien.ac.at。http://Tuwien.ac.at。7 华盛顿州立大学三城分校心理学/环境科学退休临床教授,jamesawise@me.com。
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
过去六年充满挑战,航天系所有同事都让我度过了愉快的时光。特别感谢探索小组的同事 Daniel Kaschubek、Laura Grill、Matthias Killian 和 Christian Gscheidle,他们和我一样对太空探索充满热情,我总能与他们进行富有成效的讨论。感谢 Martin Dziura 和 Sebastian Rückerl,这两位奇才即使在最近的疫情期间也让这个研究所得以正常运转,感谢 Florian Schummer,我和他有共同的爱好,喜欢摆弄破损的真空室。还要感谢 Martin Rott,他帮助我走出了 TUM 官僚主义的黑暗,并始终协助我进行最新的真空实验。还要感谢 Uta Fellermair 在组织事务方面提供的所有帮助。
I. 简介 月球车 (LRV)(更广为人知的名称是阿波罗“小车”)是阿波罗任务期间宇航员使用的探测车,用于支持月球表面探索活动。20 世纪 70 年代初,从阿波罗 15 号到阿波罗 17 号,共使用了三辆 LRV,它们对阿波罗最后几次任务的发现至关重要。宇航员步行只能行进不到一公里的总距离,而到阿波罗任务结束时,在阿波罗 17 号上,他们已经行进了近 36 公里。这三辆车都是非增压的,可容纳两名宇航员。不同版本的 LRV 在设计上几乎相同,只是每次新迭代都会有一些细微的增加。LRV 重约 210 公斤,在月球白天的使用寿命为 78 小时。这三辆 LRV 均由电池供电,不可充电。它们是根据美国宇航局与波音公司和德尔科公司签订的合同建造的,德尔科公司是波音公司的分包商 1 。
下表列出了 LNIS 文档中特定的待确定 (TBD) 和待完善 (TBR) 项。这些项在本版本发布时尚未最终确定或当前未定义。每个指示符都根据文档标题、确定 TBD/TBR 时的文档版本号、TBD 或 TBR 的指示、父节号和特定未解决项的编号进行编号。例如,“LNIS4-TBD-6004”可以分解为 – LunaNet 互操作性规范版本 4 第 6 节中确定的第 4 个未解决 TBD 项。处理完每个项后,将用解决方案代替指示符,并将此表中的项划掉(LNIS4-TBD-6004)。如果确定了新的未解决项,将使用上面定义的指示方案将其添加到此表中。所有 TBD/TBR 都将保留其原始编号,不会在添加或删除项时重新编号。
加热室被发现是提取水的最佳方法,因为它具有隔热作用并且是一个完全封闭的系统。加热室的最大平均提取率高达~0.9 kg/h,以优化加热时间(表面加热:~0.09 kg/h;加热棒:~0.32 kg/h)。然而,与表面加热和加热棒相比,该设计具有缺点,例如在寿命和复杂性方面。在制定各个任务目标时必须将这些因素考虑进去。
I.简介国家航空航天局(NASA)对通过Artemis计划具有表面操作能力来开发永久性月球人类存在[1,2]。这些任务将跨越多个阶段,作为NASAS框架的一部分,以建立增强复杂性的灵活,可重复使用和可持续的基础设施[3]。Artemis任务中的要求,例如网关,包括独立于地面操作的自动操作的能力[4]。对自治的需求是由在沟通延迟和损失期间提高可靠性的需求所驱动的。类似的要求可能适用于Artemis Lunar大本营。对于基于月球的任务,前哨基地将需要能够自动操作,并通过基于地面的任务控制的最低互动和通信。电力系统是需要自动操作的基于月球的子系统之一[5]。电力/能源管理系统的所有方面都需要包括:发电系统,能够支撑Eclipse乘坐循环的能源存储系统和分配系统
I. 简介 美国国家航空航天局 (NASA) 一直致力于通过 Artemis 计划开发具有表面操作能力的永久月球人类驻留地 [1, 2]。这些任务将跨越多个阶段,作为 NASA 框架的一部分,旨在构建一个灵活、可重复使用、可持续且日益复杂的基础设施 [3]。Artemis 任务(例如 Gateway)的要求包括独立于地面操作的自主操作能力 [4]。自主性需求是由在通信延迟和丢失期间提高可靠性的需求驱动的。类似的要求可能适用于 Artemis 月球大本营。对于月球任务,前哨基地需要能够在与地面任务控制中心的最低限度交互和通信下自主运行。需要自主运行的月球子系统之一是电力系统 [5]。电力/能源管理系统的所有方面都需要包括:发电、能够支持日食穿越周期的储能系统以及配电系统