- 雷果/土壤发掘,运输和加工以提取,收集和清洁水 - 预部署,远程激活和操作,自主权,推进剂转移,用空罐降落 - 表面操纵和施工启用ISRU
简介:深入描述行星风化层对于推进行星科学研究、空间工程和未来表面任务的成功至关重要 [1]。了解原位风化层的环境和地质力学特性,包括其强度、变形行为和水/冰含量,对于验证探测车操作、了解地质历史和确定资源可用性至关重要。为此,土壤特性评估阻力和热分析 (SPARTA) 工具包 [1] 已被开发为一套多功能、低质量、低功耗的传感器套件,它将以前所未有的空间分辨率表征月球和行星风化层的物理和化学特性 [1]。它是一个多功能系统,可以部署在自动或载人探测车和着陆器上,也可以作为宇航员在包括月球和火星 [1] 在内的不同行星表面探索过程中的手持工具使用。 SPARTA 由四个子系统组成,即锥体穿透测试仪 (CPT)、叶片剪切测试仪 (VST)、热导率探针 (TCP) 和介电光谱探针 (DSP),旨在提供详细的地下分析,以确定月球风化层的物理特性并确定冰的浓度和空间分布。SPARTA CPT 能够表征地下地层和月球风化层的承载强度。在这里,我们旨在使用 SPARTA CPT 进行测量,以建立锥体穿透阻力与穿透材料密度之间的定量关系 [2]。
熔融月壤电解作为一种原位资源利用 (ISRU) 技术,有可能在月球表面生产氧气和金属合金;为地月空间探索,以及最终的火星太空探索打开新的大门。这项研究探讨了控制电解气泡形成、生长、分离和上升的基本物理学。为此,开发并运行了计算流体动力学 (CFD) 模型,以模拟水电解、熔盐电解 (MSE) 和熔融月球月壤 (MRE) 电解在多个失重水平下的情况。结果表明,失重、电极表面粗糙度(可能是由于表面退化)、流体性质和电极方向都会影响电解效率,甚至可能通过延迟气泡分离而停止电解。在设计和操作失重水平下的电解系统时,必须考虑这项研究的结果。
预计将在即将到来的12月举行的摘要船员任务。短期住宿后,希望永久存在能够实现大量的科学发现。这将需要为工作人员提供生命支持的消耗品,数量太大而无法从地球进口。这些消耗品的一部分可以在现场生产生物处理,但是不必进口原料。正在考虑的解决方案在于使用重18zotrophic,岩石 - 酸性蓝细菌作为主要生产者:喂养现场自然可用的材料,它们将提供其他生物所需的营养。这个概念最近已经取得了动力,但是由于缺乏贡献团队的一致性,尤其是共享模型有机体,进步会减慢进步。希望解决这个问题,我们介绍了为选择当前模型所做的工作。我们从怀旧家族的预选菌株开始。对Anabaena sp的基因组进行了测序。PCC 7938(唯一尚未可用的人)我们比较了菌株的基因组数据,以确定其相关性并提供对其生理学的见解。然后,我们评估并比较了相关特征:Chie ply,它们利用Martian Regolith营养素的能力,它们对高氯的耐药性(Regolith中存在的有毒化合物)以及作为中学生产者的原料(在这里是异养细菌和较高植物)。这导致选择了Anabaena sp。PCC 7938,我们建议作为模型蓝细菌,用于开发基于火星的Natu-Natu-lal资源。
月球种植挑战赛既是一项学生活动,也是一项竞赛。参与者将收到一个月球种植活动套件。团队将使用项目指南来定义自己的植物生长实验,定义参数,例如植物生长装置的结构、用水量以及添加到风化层模拟物中的营养物质,以帮助支持植物生长。
关键能力领域:重点领域的目的是利用社区的创造力、能量和资源,帮助 NASA 保持月球探索的前沿地位。ISRU 致力于推进收集、处理、储存和使用在月球上发现或制造的材料的技术。SP 重点领域涉及在严酷的月球表面环境中发电、分配和储存电力的技术。E&C 重点领域以通过场地准备、发射和着陆设施、增材制造、挖掘、风化层处理、装备、维护/维修等实现在月球表面进行经济、稳健、自主制造和建造的技术为中心。CC 是一个新的重点领域,源自我们之前的 LSIC 焦点小组,即极端环境、极端通道、尘埃缓解、月球模拟器和互操作性。他们专注于实现功能性月球基础设施以支持持续月球存在所需的技术和能力。这个多方面的小组与社区就互操作性、环境和测试、风化层和模拟物、机器人和自主性以及月球试验场 (LPG) 等主题进行讨论。
月球是研究深空等离子体和高能粒子环境的独特地点。在绕地球运行的大部分时间里,月球直接暴露在太阳风中。由于缺乏全球固有磁场和碰撞大气,太阳风和太阳高能粒子几乎不会发生任何偏转或吸收,直接撞击月球表面,与月球风化层和稀薄的月球外大气层相互作用。到达月球表面的高能粒子可能会被吸收或散射,或者通过溅射或解吸从月球风化层中移除另一个原子。银河宇宙射线也会出现同样的现象,其通量和能谱是行星际空间的典型特征。然而,在每次轨道运行的 5-6 天内,月球都会穿过地球磁层的尾部。这为现场研究地球磁尾等离子体环境以及大气从地球电离层逃逸提供了可能性,大气以重离子加速并流向尾部的形式存在。因此,月球环境为研究太阳风、宇宙射线和磁层与非磁化行星体的表面、地下和表面边界外层的相互作用提供了独特的机会。
月亮是研究深空血浆和能量颗粒环境的独特位置。在其围绕地球的大部分轨道上,它直接暴露于太阳风中。由于没有全局固有磁场和碰撞气氛,太阳风和太阳能颗粒几乎没有偏离或吸收而到达,并直接影响其表面,与月球雷隆和脆弱的月球外层相互作用。到达月球表面的能量颗粒可以吸收或散射,也可以通过溅射或解吸从月球岩石中去除另一个原子。同样的现象也发生在银河宇宙射线中,它呈现典型的行星际空间的通量和能量光谱。在5 - 6天的每个轨道中,月亮越过陆地磁层的尾部。然后,它提供了在陆地磁尾等离子体环境以及大气从地球电离层中逃脱的可能性,以重离子的形式加速并向下流动。月球环境提供了一个独特的机会,可以研究太阳风,宇宙射线和磁层与表面,直接地下以及未磁性行星体的表面外观的相互作用。
操作概念:我们的实验将由一个生物反应器组成,该反应器有两个输入:(i)过滤后的月壤,粒径在特定范围内;(ii)初始细菌培养物(接种物)。月壤可以由机器人或人工送入浸出容器。机器人执行此操作将是一项复杂的工程任务,因为需要收集矿物颗粒(例如从着陆器伸出的机械臂)并进行筛选,而人工则可以轻松地使用勺子捡起月球尘埃,然后将其通过网格送入接收桶。我们的实验需要 80 立方厘米(<5 立方英寸)的月壤。接种物将通过将冻干的细菌培养物重新悬浮在具有适合细菌的碳源和电子源的生长培养基中来原位激活。我们目前正在 Artemis 1 任务的绕月实验中实施这种方法 [3]。实验硬件将基于 BioServe 的流体处理装置 (FPA) 和群激活包 (GAP) [4]。迄今为止,已有 5,000 多个 FPA 和 600 个 GAP 在 40 多个实验中在轨道上运行。我们目前正在初步地面研究中使用该硬件来表征模拟月球和火星重力下的细菌生长动态和基因表达 [5]。
