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通过激光发射能量进行月球探索（BELLE）
为了满足未来对月球永久阴影区域的科学探索的发电需求，我们展示了一种新颖的激光功率传输方法。一支本科多学科学生团队汇集了电气工程、机械工程、计算机科学和光学方面的专业知识，以应对 NASA 的功率传输挑战。可以使用高效、高功率的激光器将功率从持续被阳光照射的陨石坑边缘传输到永久阴影陨石坑内部的远距离资产，那里预计有大量的水冰。扩展和准直光学器件用于减少十公里长距离的激光束发散。光束扫描系统以及资产上的回射器用于定位和跟踪具有象限光电探测器排列的移动资产。万向架式光伏接收器通过照明源进行跟踪，并将光能转换为电能，供资产的电池系统和其他科学仪器使用。定制印刷电路板跟踪光伏阵列的最大功率点，并为资产的电池充电提供电力。通过为移动探测车供电，展示了所有组件的全面集成。该项目研究了设计考虑因素、组件级性能测量、集成系统性能评估以及进一步改进系统的未来机会。此外，我们正在为同行评审的光学期刊准备一份出版物，详细介绍我们的系统和研究结果。
月球制氧与储能节点 2024
蓝色起源 2-5 30 XXXXX Cislunar Industries Crescent Space Services 2-5 30 Fibertek 2-5 30 Firefly Aerospace GITAI USA 50* Helios Project Ltd X Honeybee Robotics X ICON Technology, Inc. 诺基亚 2-5 30 诺斯罗普·格鲁曼 Redwire Space X SpaceX 2-5 30 10 XX
隐藏在显眼的地方：从月球表面天文台观察低月球轨道上的物体和 L2 暗锥
• 对 EML-1 隐藏区域中的物体进行天体动力学、覆盖范围和辐射测量 • 逐步部署多个站组成的网络，首先在南极站具备初始作战能力 (IOC)，并具有持续太阳照射和地球 LOS 进行通信 • 使用月球勘测轨道器 (LRO) VIS、IR 和 LIDAR 地图进行选址 • 源自 Ball CT-2020 星跟踪器的宽视场 (WFOV) 摄像机 • 指向天顶的相关鱼眼摄像机以检测附近和快速移动的物体 • Ball 防尘和干式润滑技术可保护光学器件、太阳能电池板和运动部件 • 我们在 L-CiRIS 热成像摄像机中学到的月球独特的热工程经验将于 2023 年交付到月球南极 • 由 NASA 预先批准的供应商作为商业产品进行月球表面交付 • 将带电粒子、射频和其他有效载荷与摄像机组合在一起的仪器套件，共同完成任务 • 额外科学：悬浮月球尘埃、探路者用于天文观测的大型电光或红外（EOIR）月球观测站
硅光伏，一种低成本的月球发电技术
受低地球轨道星座和高空平台站 (HAPS) 的推动，太空光伏电力需求正在大幅增长，从数量和成本要求方面彻底改变了游戏规则。将地面光伏技术应用于太空似乎是解决这些工业和经济挑战的潜在解决方案。在架构方面，地面 PVA 使用单个前板覆盖嵌入粘合膜的几串电池，并通过层压一步组装而成。这种方法在工业上已经成熟，可抑制静电放电 (三相点) 的风险，并与多种材料和太阳能电池技术兼容：合格的 III-V [2]、商用现货 (COTS) 硅和新兴的钙钛矿。此外，这种方法为提高比功率 (W/m 2 ) 提供了空间，如地面光伏所示，据报道，电池与模块的效率比超过 90%。在材料方面，只要能找到性能妥协，就非常有望引入 COTS 组件。从这个意义上讲，辐射和热循环是选择过程中的关键老化测试。本文介绍了电子 COTS Si 电池辐射（1MeV）和层压 Si PVA 试样（- 140/+140 °C）热循环的实验结果。将利用电池互连行为的热机械模拟见解分析 Si PVA 热循环的实验结果。精心设计和选择 COTS Si PVA 组件可使 LEO 的 EOL AM0 效率达到 10-14% 的范围，迄今为止在约 2000 次循环中表现出稳定的性能；我们将讨论改进途径。
60°C，在农历之夜幸存。 B. J. Elliott1
可充电电池，可在-40°C至-60°C时提高放电能力，以在月球之夜生存。B. J. Elliott 1 *，V。T. Nguyen 1 Rhia Martin 1和J. Reinicke 1，1 TDA Research，Inc。4663 Table Mountain Drive，Golden，Co，80402。* belliott@tda.com简介：月球表面的未来科学任务将需要硬件，电子和能源存储系统，这些系统可以容忍月球之夜的极端低温。某些任务将需要整夜连续操作，而其他任务只需要忍受它，并在月球黎明醒来并进行操作。杆附近的其他任务可能只会由于阴影和低太阳角而从太阳上接收边缘加热。预期的温度（夜间约为-180 c c，在陨石坑中较低，在白天降低+120C）指出，目前必须将电池和电子设备放在温度调节的室内，保持在0C和+40 c和+40 c c和+40 c c，因为这是Lithium -ion细胞的性能。汽车电子设备的额定值降至-40℃，而军事电子的额定值降至-55℃，并且拥有可充电的电池至少可以在相同的低温范围内（降低到-40C或-55 c）以匹配现有电子的限制，这将是有利的。将来，设想和可充电电池的温度电子设备，可以在-60C，-80C甚至-100°C下排放，对于在寒冷的阴历之夜后或在夜间间歇性地或连续操作。因此，尽管必须在高于-20C（最好高于0℃）的温度下充电锂离子电池，以避免可逆的容量损失，但对于月球任务来说，这通常不被认为是一个问题，因为白天充电了电池，并且在夜间有足够的能力，并且一旦由太阳和Sole sol和Sole sol Payhars and the Sut恢复了生存。通常，电池尺寸为下降和着陆操作，超过了一次在月球表面上一次静态操作所需的容量。但仍然需要的是能够在低于-20°C的极低温度下排放（进行科学实验，或产生热量以进一步加热电池并以较高的排放速率运行其他设备）。电动或混合动力飞机的低温要求以及地球上的北极勘探工具。
月球安全港建立和维持的自主系统操作
为了实现人类在月球上的可持续、永久存在，NASA 必须提供安全避难所，以保护宇航员和设备免受辐射、极端高温和微流星体 (MM) 的伤害。规划和开发一个强大的安全避难所包括审查 NASA 在场地准备、挖掘、风化层转移、地面作业、自主监测和维护、先进制造和现场资源利用 (ISRU) 方面的活动，以确定实施安全避难所的最佳方法。这些 NASA 活动是作为 NASA 兰利进行的一项贸易研究的一部分进行审查的，旨在评估技术需求和估计的技术就绪水平 (TRL)。本文全面回顾了月球安全避难所的建立和维持运营中的作用和自主水平。
使用MIMO线的月球表面的激光链接
对我们的行星系统的未来探索依赖于月球作为基地，并踏上了其他行星。因此，必须使用与该天体的高速数据连接。自由空间光学（FSO）通信将使连续宽带连接到地球。目前追求的概念包含数据中继卫星的绕着月球的卫星，每个卫星终端必须克服望远镜孔径限制的月球距离，并在光束指向和跟踪精确度上。我们提出了一个专用链接的概念，该链接来自安装在月球表面上的机器人望远镜站。我们研究了月球表面的这种FSO地面节点的概念架构，并在物理层的链路设计上聚焦。特别是，我们通过多个传输和接收供体增加了FSO通道容量。我们的发现鼓励在通常与空间任务一起使用的大链路距离的FSO通信中应用视线（LOS）多输入多输出（MIMO）技术，因为可以实现最大的MIMO容量。指导我们对链接几何形状的研究，这种连接在技术上似乎是可行的，该系统在相对较低的系统复杂性上与位于一个站点的接收器相对较低，而发射器相距仅几米。
用于月球采矿基地建设和运营的自主机器人团队
摘要 — 人们越来越有兴趣超越太空探索，追求在太空生活和工作的梦想。迈向太空生活和工作的下一个关键步骤需要启动太空经济。太空经济的一个重要挑战是确保原材料的供应充足和低成本。地球的逃逸速度为 11.2 公里/秒，这使得从地球运输材料的成本非常高。从月球运输材料需要 2.4 公里/秒，从火星运输材料需要 5.0 公里/秒。基于这些因素，月球和火星可以成为殖民地，向太空经济出口材料。一个关键问题是维持太空经济需要哪些资源？水已被确定为维持人类生命以及用于推进、姿态控制、动力、热存储和辐射防护系统的关键资源。在人类或机器人太空探索过程中，可以通过原地资源利用 (ISRU) 在外星获得水。月球还富含铁、钛和硅。基于这些重要发现，我们计划开发一个能源模型，以确定在月球上开发采矿基地的可行性。该采矿基地主要开采并出口水、钛和钢。之所以选择月球，是因为已知永久阴影陨石坑区域存在大量水储量，并且整个月球表面都存在大量钛和铁资源。
CADRE 月球技术演示中的多智能体自主太空探索
摘要 — CADRE（合作式自主分布式机器人探索）是一项月球技术演示任务，由三辆探测车和一个基站组成的团队进行多智能体自主探索。该任务计划于 2024 年作为 IM-3 任务的 CLPS（商业月球有效载荷服务）载荷降落在月球的雷纳伽马地区。CADRE 的目标是演示一组自主探测车如何仅接收来自地球的高级任务，自主探索月球表面的某个区域，并与多静态探地雷达协调进行分布式测量。我们设想，多智能体自主将使未来的任务能够解决月球、火星及其他地方的行星科学中迄今未解答的问题。在本文中，我们描述了为 CADRE 开发的自主架构，包括多智能体协调和单智能体驾驶表面移动性，并讨论了导致选择这种架构的要求和限制。
Tech Lunar厕所：高中生的STEM项目
David Guillermo Bustamante 1, Ana Maria Perez 1, Kyangzi Calderon-Cerquera 2, Carolina Orozco-Donneys 3, Ana Maria Orozco 4, Jaime Andres Giron-Sedas 5, Jose Dario Perea 6 * 1 Myrobotech, 763022 Tuluá (Valle CaCa Chemistry, Giessen, Germany 3 Icesi University,哥伦比亚加利福尼亚州生化工程系工程学院，4技术策堂，穆罕默，工程系，慕尼黑，德国，德国5猫头鹰包装，加利福尼亚州6多伦多大学，多伦多大学，加拿大多伦多大学，加拿大多伦多大学 *通信作者：josedario.pereaspina@pereaspina@pereaspina@utoronto.ca cittic cittic cittic：bustamamante：bustamamante：gust gustamamante：gust gust g. g. g. g. g. g. g. g. g. g。 Calderon-Cerquera，K。，Orozco-Donneys，C.，Orozco，A。M.和Giron-Edas，J。 A.，Perea，J。D.（2021）。 div> 月球厕所：与高中生的STEM项目。 div> 欧洲STEM教育杂志，6（1），08。https：//doi.org/10.20897/ejsteme/11322发表：2021年11月5日，摘要我们执行了一个创新的STEM外展项目。 div> 哥伦比亚robottics的高中生座是一个名为Tech Lunar厕所（TLT）的月球厕所的原型，该原型是国际Herox-Nasa挑战赛的一部分。 div> 凭借出色的协作网络，可以实现 SE经验。 div> 这项计划的结果是，参加的学生是培养好奇心，增强他们的科学技能并增加了他们对从事STEM领域的职业的兴趣。 div> 同时，它们是从机器人技术和新技术中获得的视觉和仪器数据，这些数据可以在微重力环境中进行，以供将来的空间探索。 div>A.，Perea，J。D.（2021）。 div> 月球厕所：与高中生的STEM项目。 div> 欧洲STEM教育杂志，6（1），08。https：//doi.org/10.20897/ejsteme/11322发表：2021年11月5日，摘要我们执行了一个创新的STEM外展项目。 div> 哥伦比亚robottics的高中生座是一个名为Tech Lunar厕所（TLT）的月球厕所的原型，该原型是国际Herox-Nasa挑战赛的一部分。 div> 凭借出色的协作网络，可以实现 SE经验。 div> 这项计划的结果是，参加的学生是培养好奇心，增强他们的科学技能并增加了他们对从事STEM领域的职业的兴趣。 div> 同时，它们是从机器人技术和新技术中获得的视觉和仪器数据，这些数据可以在微重力环境中进行，以供将来的空间探索。 div>A.，Perea，J。D.（2021）。 div>月球厕所：与高中生的STEM项目。 div>欧洲STEM教育杂志，6（1），08。https：//doi.org/10.20897/ejsteme/11322发表：2021年11月5日，摘要我们执行了一个创新的STEM外展项目。 div>哥伦比亚robottics的高中生座是一个名为Tech Lunar厕所（TLT）的月球厕所的原型，该原型是国际Herox-Nasa挑战赛的一部分。 div>凭借出色的协作网络，可以实现 SE经验。 div>这项计划的结果是，参加的学生是培养好奇心，增强他们的科学技能并增加了他们对从事STEM领域的职业的兴趣。 div>同时，它们是从机器人技术和新技术中获得的视觉和仪器数据，这些数据可以在微重力环境中进行，以供将来的空间探索。 div>有效的TLT吸力系统将保证在微重力和月球重力中进行适当的操作。大多数结构都可以使用PLA作为原材料建造在3D打印机中。这种由可再生资源制成的具有与石油基的机械性能相当的聚合物将允许减少结构的重量。我们认识到我们的基于项目的教育是开发的强大引擎。我们共享可以用于微重力的TLT的构建方法。我们还展示了这一科学传播创新项目的进步和影响。