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World File Search System探索任务
astr 2020 空间天文学简介
天文学 2020 概述：太空天文学涵盖了进行天文学和人类太空探索的物理原理。将在特定太空任务（例如哈勃太空望远镜、火星探测器、其他行星探测器）的背景下描述运载火箭和航天器、轨道动力学和仪器的基本设计，以及激发这些努力的天文学和行星科学。将讨论技术与科学、人类与机器人以及短期和长期科学与探索任务之间的平衡。天文学 2020 是一年级或二年级本科生学习空间科学和空间工程的绝佳入门课程。这门课被批准用于艺术与科学核心课程：自然科学。目标：1) 支配我们探索太空能力的基本物理定律是什么？2) 我们如何与人类和机器人一起探索太空？从阿波罗到航天飞机到国际空间站，再到未来。3) 机器人和人类航天器将如何前往火星？生活在一个陌生而充满敌意的世界会面临哪些挑战？我们还能探索太阳系的哪些地方？4）我们将从哈勃太空望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜和 X 射线天文台了解到哪些有关宇宙的信息？下一代太空天文台如何量化宜居系外行星的频率？
通过月球电磁发射器行驶的ICE有效载荷的发射参数到达Lunar Gateway
本文研究了一种可能的解决方案，以采购未来太空探索任务所需的推进剂。这项研究检查了使用电磁发射器（EML）将用于推进剂生产的原材料从月球南极到NASA的Lunar Gateway的可行性。这个提议的空间站位于近汇度光环轨道（NRHO）的月球中，是NASA ARTEMIS计划的关键部分。便宜有效地从表面冰上采购月球氢将使该计划的成功和未来对太阳系的探索有益。本研究调查了月球EML有效载荷的发射要求。Agi Inc.的系统工具套件（STK）用于计算拦截网关所需的启动方位角，高度，幅度，时期和行程持续时间。该模型评估了有效载荷以及网关的径向，交叉轨道和轨道位置和速率，以确定它们在集合处的相对位置和速度。这项研究的结论表明，从Lunar South Pole进行一次发射是可行的，并以可变的发射条件为目标。提出了支持我们假设的证据，这表明可能无法与Rendezvous的空间站的状态向量相匹配。有效载荷将需要额外的推力能力，本文还探讨了这些建议。
AI引导的火箭着陆：导航精确下降策略
摘要。自主火箭着陆是航空航天工程中的关键里程碑，这是实现安全且具有成本效益的太空任务的关键。本文介绍了一种开创性的方法，该方法采用了强化学习方法来提高火箭着陆程序的精确性和效率。基于逼真的Falcon 9模型，该研究集成了复杂的控制机制，包括推力矢量控制（TVC）和冷气推进器（CGT），以确保敏捷推进和平衡调整。观察数据，传递关键参数，例如火箭位置，方向和速度，指导强化学习算法做出实时决策以优化着陆轨迹。通过战略实施课程学习策略和近端政策优化（PPO）算法，火箭代理进行了迭代培训，稳步提高了其在指定垫上执行软着陆的能力。实验结果强调了所提出的方法的疗效，在实现精确和受控下降方面表现出非常熟练的能力。这项研究代表了自主着陆系统的进步，准备彻底改变太空探索任务，并在商业火箭企业中解锁新的边界。
空间光通信的未来展望
摘要 - 自太空时代开始以来，NASA 一直是开发太空通信和导航技术的领导者——尤其是在阿波罗登月任务和 NASA 首次进入深空期间。为了支持未来的探索和科学需求，NASA 正在逐步引入光通信技术来增强其射频 (RF) 系统。光通信将通过提供高数据速率和更好的长距离导航来实现新的科学和探索任务。NASA 已经进行了几次光通信演示，包括月球激光通信演示 (LLCD)、激光通信中继演示 (LCRD) 和太字节红外传输 (TBIRD) 系统。从历史上看，NASA 曾与喷气推进实验室 (JPL) 和麻省理工学院林肯实验室 (MIT/LL) 合作开发光通信技术。除了开展光通信外，NASA 的空间通信和导航 (SCaN) 计划正在经历范式转变，从政府拥有和运营的网络转向尽可能使用商业服务。美国宇航局空间技术任务理事会 (STMD) 与 SCaN 合作，确定了支持未来空间通信和导航所需开发的关键技术，包括增强型射频、光学和第三代合作伙伴 (3GPP) 蜂窝功能以及高速网络。本文简要介绍了一些当前和即将进行的光学演示，并概述了 STMD 对 2030 年以后光通信和导航的设想。
火星大本营 - 洛克希德·马丁
摘要 — 多用途载人飞船 Orion 是 NASA 载人探索地球外轨道 (BEO) 架构的重要组成部分。洛克希德马丁公司获得了 Orion 的设计、开发、测试和生产合同，直至探索任务 2 (EM-2)。此外，洛克希德马丁公司正与 NASA 合作，致力于定义地月试验场任务架构，并探索将火星任务定义为地平线目标，为人类探索太阳系的计划提供意见。本文介绍了一种架构，以确定大约十年内火星大本营架构的可行性。该架构将涉及人类对火星两颗卫星的探索，并为机组人员提供与火星上预先准备的机器人资产互动的机会。这项研究是一项高级评估，旨在确定架构驱动因素和科学机会。该架构有几个关键原则。对于首次载人星际任务，系统冗余和自救能力是必需的。系统开发的数量被最小化，而已经开发的系统（如太空发射系统和猎户座）的使用被最大化。为了最大限度地减少可能导致整个机组人员丧生的事件数量，该架构不需要在任务期间对机组人员生存所需的预置元素进行会合和对接。本文将描述不同的支持技术
面向新太空探索时代的可信竞争基础设施
在新太空经济中，航天机构、大型企业和初创企业旨在发射太空多机器人系统 (MRS)，用于各种现场资源利用 (ISRU) 目的，例如测绘、土壤评估和公用设施配置。然而，这些利益相关者相互竞争的经济利益可能会阻碍在集中式数字平台上进行有效协作。为了解决这个问题，中立和透明的基础设施可以促进异构空间 MRS 之间的协调和价值交换。虽然相关工作对区块链在太空中使用所涉及的技术挑战表达了合理的担忧，但我们认为有必要权衡其潜在的经济效益和缺点。本文提出了一种新颖的架构框架和一套全面的要求，用于将区块链技术集成到 MRS 中，旨在增强太空探索任务中的协调和数据完整性。我们探索了分布式账本技术 (DLT) 来设计异构 MRS 的非专有架构，并在模拟月球环境中验证了原型。我们实施的分析表明，与相应的一组单独行动的机器人相比，地图探索的全球 ISRU 效率有所提高，并且培育竞争环境可能会为利益相关者提供额外的收入机会。
机器人团队行星探索
自太空探索开始以来，火星和月球一直被轨道器、着陆器和探测车所探索。超过四十个任务瞄准火星，一百多个任务瞄准月球。开发用于探索天体的新型策略和技术仍然是航天机构的重点。多机器人系统对于行星探索尤其有前景，因为它们对单个故障更具鲁棒性，并且有可能探索更大的区域；但是，操作员可以单独控制的机器人数量是有限的。我们最近参加了欧洲航天局在西班牙兰萨罗特岛的月球/火星模拟站举行的跨学科设备测试活动 (PANGAEA-X)。我们使用了一群无人机 (UAV) 来研究系统操作和人为因素的相互作用。人类操作员通过自组织网络和数据共享协议指挥群体在两种控制模式下探索未知区域：一种是操作员分别指示每个机器人；另一种是操作员为群体提供一般指导，群体通过分布式决策和共识建立相结合的方式进行自组织。我们通过瞳孔测量评估每种情况下的认知负荷，并通过自我报告评估感知到的任务需求和直觉性。我们的结果表明，通过群体智能实现更高的自主性可以减少工作量，让操作员有时间执行其他任务，例如监督策略和沟通。未来的工作将进一步利用群体智能的进步进行探索任务。
AIAA-2016-5280-LOx-甲烷-GAT.pdf
作为全球探索路线图 (GER) 的一部分，国际空间探索协调小组 (ISECG) 组建了两个技术差距评估小组，以评估迄今为止尚未在国际层面开展的学科领域。参与机构包括 ASI、CNES、DLR、ESA、JAXA 和 NASA。因此，ISECG 技术工作组 (TWG) 根据 GER 技术发展图 (GTDM) 中反映的关键技术需求推荐了两个学科领域：防尘和液氧/甲烷推进。液氧/甲烷推进系统通过使用现场推进剂生产显著减少火星上升阶段的着陆质量，从而改善生命支持、动力和推进的通用流体，从而实现多样化冗余，消除腐蚀性和有毒推进剂，从而改善表面操作和可重复使用性，并提高推进系统的性能，从而为未来人类火星任务提供支持。国际团队的目标和目的是确定必须弥补哪些技术差距，才能将液氧/甲烷用于地月、月球和火星任务中的载人探索任务。重点放在近期月球着陆器应用上，并可扩展到火星。每个机构都提供了迄今为止大量液氧/甲烷推进系统开发的状态，以及他们对尚存技术差距的意见。然后讨论这些差距，这些差距现在是合作的机会。
空客加速火星太空探索
这是您在太空探索中可能从未想过的事情。当我们前往其他星球时，重要的是不要将地球上的任何污染物带走。这意味着空中客车防务与航天部门的新型 ExoMars 探测器的制造必须在生物洁净室中进行，在那里一张纸就可能含有污染物。出于这个和其他原因，需要数字化生产系统。空中客车是一家总部位于荷兰莱顿的欧洲跨国航空航天公司。他们的防务与航天部门为复杂的太空探索任务制造专门的一次性产品。自 2003 年首次欧洲火星探测任务以来，空客一直参与火星探测任务。该部门赢得了生产 ExoMars 探测器 2022 的竞标。1 该任务计划于 2022 年 9 月发射，并于 2023 年 6 月登陆火星。目标是确定着陆点奥克西亚平原的地质历史，该平原曾被认为拥有一片古老的海洋，并确定火星上是否曾经存在过生命。2 这份新合同促使空客决定选择一种适合该项目的新型制造执行系统 (MES)。经过深思熟虑的评估，空客选择了由 Solumina 提供支持的 iBASEt MES，自 2011 年以来，空客的其他部门一直在使用该系统。
热电厂先进的废热回收技术……
为了满足 NASA 深空探索任务对长寿命和高能量/功率密度的要求，自 1960 年代以来，Pu-238 就被确定为 GPHS 模块最合适的放射性同位素燃料之一。目前，Pu-238 的供应极其有限。有限的供应表明，有效利用 GPHS 产生的热量对于 NASA 的太空应用非常重要和关键。然而，最广泛使用的放射性同位素热电发电机的效率仅为 6-8% 左右，这意味着大量的能量通过金属散热片等散热器以废热的形式耗散。在深空，极冷的宇宙 (3 K) 提供了一个强大的散热器。即使对于温度低于 373 K 的热源，相应的卡诺效率也可以超过 99%。在本文中，我们展示了使用热辐射电池将热量转化为电能的概念验证演示，这是 2015 年构思的一种新技术概念。实验还首次证明了热辐射电池和光伏电池之间的反向 IV 特性。热辐射电池的预测效率在峰值功率输出时明显高于热电电池，在降低功率输出时甚至可能更高。将热辐射电池与放射性同位素加热装置（高品位热量）或放射性同位素动力系统 (RPS) 散热器（低品位废热）集成在一起，可以提供一种新方法，以显著提高 Pu-238 或其他放射性同位素燃料的能源效率。