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World File Search System月球环境
SMARTSATNEWS - 第 19 期 - 2023 年 1 月
美国宇航局搜救办公室此前曾与 SmartSat 合作开展弹性应急和搜救通信 (RESARC) 项目，该项目于 2020 年启动，根据合作协议，旨在研究适用于地球和月球 SAR 的信标技术。RESARC 项目成功证明了使用中地球轨道卫星的一套新型替代通信技术的可行性，包括先进的低功率数字无线电波形、安全消息协议、用于检测和定位的信号处理以及极其紧凑的车载低轮廓天线。在 RESARC 项目的基础上，P1.26 项目将为具有挑战性的月球环境中的遇险消息系统组件提供选项。
蓝色起源 Mark-1 有效载荷用于月球表面科学研究。EB Wagner 1 、SB Martinez 1 和 JA Cortese 1 ，1 蓝色起源（21218 76 th Ave S，肯特，
简介：蓝色起源致力于建设一条通往太空的道路，以便下一代能够利用无限的太空资源并改善地球上的生活。借助蓝色月球，该团队定义并开发了最先进的月球着陆器架构，以提供可靠、低成本的发射和商业月球运输工具，从而实现繁荣的地月和月球表面生态系统。蓝色月球 Mark-1 (MK1) 是蓝色起源的单次发射、消耗性货运着陆器，旨在将有效载荷和数公吨的货物送入月球轨道并降落到月球表面，提供安全、可靠且经济实惠的月球环境访问。这种庞大的容量与强大的电力、热能和数据服务以及精确着陆到任何月球目的地的能力相结合，使 MK1 成为科学、技术、探索和商业的市场领先平台。
2022年度研究与技术报告
我们2022年项目的投资回报已经产生股息，并且将继续多年。今年，投资组合强调了早期职业倡议（ECIS）的早期职业员工和外部合作伙伴团队，这些团队确定了持续NASA挑战的新颖解决方案。其中包括在月球之夜幸存下来的月球热设计挑战；与国防部承包商合作，在不使用全球定位系统（GPS）的情况下在月球上航行；以及在月球环境中机制的基本材料进步。过去的ECI投资现在正在提供具有新功能的飞行硬件。此外，MSFC成功完成了中心创新基金（CIF）项目，这些项目在数十年中取得了最重要的化学推进突破，该项目毕业于新的ECI旋转爆炸火箭发动机（RDRE）开发项目。
关键路径 - 2024 年春季
我非常高兴能够以主任的永久职位首次为 FPD 的《关键路径》出版物做出贡献。今年上半年，我们取得了一些突出的进展，启动了新的任务和工作，并支持了我们当前的投资组合。对于那些不知道的人来说，戈达德被授予新的阿尔特弥斯 3 号月球环境监测站 (LEMS-A3)，分配给代码 430，偏振亚毫米冰云辐射计 (PolSIR) 分配给代码 420，并正在与科学和探索理事会协调建立宜居世界观测站技术成熟项目。这并不是说我们没有继续适应令人生畏的预算环境，这种环境极大地影响了我们的任务和团队成员。这些情况极具挑战性，但也给我们的中心带来了自豪感，因为我们看到我们的团队崛起并发挥出最高水平，看到了你们的奉献精神、专业知识和毅力的真正力量。
地球月球空间建设创新项目（...
[目的/概要] 由于在地球上再现月球环境非常困难，因此开发能够准确模拟月球工程设备及其工作空间的“数字孪生技术”至关重要。本次研发将增加开发月球工程设备和无人自主施工技术所需的功能，提高 2021 年度 F/S 开发的模拟器的精度，并使用该模拟器研究月球工程设备。此外，我们将利用本次研发中获得的知识来升级工程设备和在地球上进行施工。[内容/要点] ① 提高 2021 年度创建的在网络空间中操作的挖掘机模拟器的精度，并应对增加研究月球工程设备所需的功能和改变工程设备的形状和尺寸。 ② 使用该模拟器研究如何解决月球工程设备中抽取的问题，并验证措施的有效性和可行性。
来自月球的高能粒子观测
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。
音调控制螺旋丝带的灵活性
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。
通过陆地GPS定期差异载体相测量
系统（GPS）信号确定登机上的精确定位和时机。与以仪表级准确性利用伪龙的先前作品不同，我们提出了一种精确的定位和计时技术，该技术利用毫米级的准确性来利用载载相 - 相位测量（当整数模棱两可正确地固定时）。我们设计了一个扩展的Kalman FIL TER框架，该框架利用间歇性可用的陆地GPS时间差异载体相（TDCP）值（TDCP）值和轨道过滤器预测的重力加速度。为了估算过程噪声协方差，我们实施了一种自适应状态噪声补偿算法，该算法适应了挑战性的月球环境，其重力较弱，并且每个涡轮型强大。此外，我们执行测量残差分析，以丢弃被周期滑动损坏并增加测量噪声损坏的TDCP测量。我们介绍了在椭圆形的月球轨道上的月球卫星的蒙特卡洛模拟，与唯一的导航解决方案相比，我们展示了更高的定位和时机准确性。
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。
月球风化层粘附特性 (RAC) 有效载荷样品的材料和表面评估
随着长期月球探索和居住的追求越来越接近现实，人们正在广泛努力有效减轻月球表面尘埃的污染和渗透。这种尘埃对人类有害，往往会顽固地粘附在所有暴露的表面上，导致性能问题并最终导致失败。虽然已经开发了几种主动和被动技术来应对这一挑战，但评估这些技术在实际月球环境中的性能极其重要。风化层粘附特性 (RAC) 实验有效载荷为这种评估提供了重要机会。RAC 有效载荷由 Alpha Space 为美国国家航空航天局 (NASA) 设计，计划于 2023 年搭乘 Firefly Aerospace Blue Ghost 着陆器飞往月球。由于可用于此次任务的材料数量有限，因此做出明智的选择至关重要。NASA 兰利研究中心选择了两种聚合物、一种碳纤维增强复合材料和一种金属合金作为多样化的结构材料。每种材料都使用激光烧蚀图案进行地形修改。本文简要介绍了此次月球表面实验所选用的被动式除尘材料和表面的选择和测试程序以及获得的一些结果。