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World File Search System木卫二
木卫二和冷冻机器人
寻找生命：低温机器人对木星冰冷卫星木卫二的探测任务目标 学生将： § 了解我们如何确定另一个天体的构成 § 分析数据以了解木卫二的不同层面 § 构建木卫二层面的 3D 模型横截面 § 描述未来如何使用低温机器人对木卫二进行探测 § 定义低温机器人，即“一种可以穿透水冰的机器人。低温机器人利用热量融化冰，并利用重力下沉。” § 演示此低温机器人如何穿透木卫二的冰壳，到达其液态海洋并探索生命迹象 § 有效协作和沟通，以创建未来现实世界的 NASA 任务 建议年级 5 年级 - 12 年级 学科领域 天文学、生命科学、工程学、物理科学 时间表 40 - 60 分钟 NGSS 科学标准 • 3-5-ETS1-2 根据每个问题的标准和约束的程度，生成并比较问题的多种可能解决方案 • MS-LS1-5 - 根据环境和遗传因素如何影响生物生长的证据构建科学解释 • MS-LS2-1 - 分析和解释数据以提供资源可用性对生态系统中生物和生物种群的影响的证据 • MS-PS1-6 - 开展设计项目，构建、测试和修改通过化学过程释放或吸收热能的设备 • MS-ETS1-2 使用系统过程评估竞争设计解决方案，以确定它们满足问题的标准和约束 • HS-ETS1-2 通过将复杂的现实问题分解为可以通过工程解决的更小、更易于管理的问题来设计解决方案 21 世纪基本技能 • 批判性思维/解决问题、协作和团队合作、技术素养、开展调查、沟通、构建解释
木卫二着陆器任务自主原型
人们希望机器人航天器能够在未知的动态环境中进行探索。欧罗巴着陆器任务概念就是这样一个任务，它需要处理极其有限的寿命和能源供应，管理长时间停电的间歇性通信，面临众多环境危险，最终距离地球太远而无法依赖人类控制。迄今为止，没有任何任务能够达到所需的自主性水平，也没有任务能够像这次任务一样，在通信限制、不确定性和任务概念复杂性方面达到同等水平。因此，必须证明自主性的可行性，然后才能委托它进行关键任务规划。在本文中，我们提出了一个自主软件原型，它可以展示和测试不同规划人员和执行人员在有限的人类干预下执行复杂、以科学为中心的任务的能力。原型使用分层效用模型，用于最大化预期的科学回报量以及地面施加的任务目标数量。我们展示了该系统如何处理复杂太空任务中预期的一些自主任务，例如决策、现场数据采集和分析、数据优先级排序、资源管理和故障响应处理（无论是在模拟中还是在实际硬件上）。通过几个基于场景的实验，我们展示了不同的规划人员和执行人员如何应对欧罗巴着陆器任务概念的挑战。我们还展示了该系统可以与硬件原型配合使用，进行自主现场测试。
前往土卫二和木卫二的光帆天体生物学先驱任务
拥有液态水地下海洋的冰卫星是太阳系中最有前途的天体生物学目标之一。在这项工作中，我们评估了在前体生命探测任务中部署激光帆技术的可行性。我们研究了前往土卫二和木卫二的此类激光帆任务，因为这两颗卫星发射出的羽流似乎可以进行现场采样。我们的研究表明，千兆瓦激光技术可以将 100 公斤的探测器加速到 ∼30 公里/秒的速度，然后在 1 - 4 年的时间内到达木卫二，在 3 - 6 年的飞行时间内到达土卫二。虽然激光阵列的理想纬度各不相同，但将必要的基础设施放置在靠近南极圈或北极圈的地方可能是土卫二任务在技术上可行的选择。至关重要的是，我们确定与这些卫星的最小相遇速度（约 6 km s −1 ）可能接近最佳速度，可通过类似于欧罗巴快船任务上的表面灰尘分析仪的质谱仪来检测羽流中的生物分子构件（例如氨基酸）。总之，太阳系中的冰卫星可能非常适合通过激光帆结构方法进行探索，尤其是在需要低相遇速度和/或多次任务的情况下。
探索海洋世界寻找生命
我们建议在 NASA 内部设立专门的海洋世界探索计划，为实施一项为期数十年、多项任务的计划所需的科学、工程、研究、开发和任务规划提供持续的资金支持，该计划旨在探索海洋世界的生命并了解其宜居条件。该计划中的两个新的关键旗舰任务将 1) 在 2023-2032 年间登陆木卫二或土卫二，以调查地球物理和地球化学环境并寻找生物特征；2) 在 2033-2042 年间进入行星海洋直接寻找生命。登陆任务的技术解决方案已经准备就绪，2018 年秋季对木卫二着陆器飞行前项目的成功 delta-Mission Concept Review 就是明证。继首次登陆任务之后，海洋进入任务将需要在本十年进行大量研究、开发和模拟测试，以便在下一个十年开始时启动飞行前项目。
COSPAR 行星保护小组的活动
第一类：所有类型的目标天体任务，这些目标天体对于理解化学演化过程或生命起源无直接意义；未分化的变质小行星；其他 第二类：所有类型的任务（重力辅助、轨道器、着陆器），这些目标天体对于化学演化过程和生命起源有重大意义，但航天器所携带的污染物对未来调查造成影响的可能性极小；金星；月球（仅在极地和 PSR 中着陆任务才有有机库存）；彗星；碳质球粒陨石小行星；木星；土星；天王星；海王星；木卫三†；土卫六†；海卫一†；冥王星/冥卫一†；谷神星；大于冥王星 1/2 大小的柯伊伯带天体†；小于冥王星 1/2 大小的柯伊伯带天体；其他 TBD 第三类：飞越（即重力辅助）和轨道器任务，前往对化学演化和/或生命起源感兴趣的目标天体，科学界认为该目标天体受到污染的可能性很大 2，这可能会危及未来的调查；火星；木卫二；土卫二；其他 TBD 第四类：着陆器（以及潜在的轨道器）任务，前往对化学演化和/或生命起源感兴趣的目标天体，科学界认为该目标天体受到污染的可能性很大 2，这可能会危及未来的调查。根据仪器、科学调查、特殊区域等，存在 3 个子类别（IVa、b、c）；火星；木卫二；土卫二； TBD 第五类：返回所有地球：2 个子类别 - 对于科学界认为没有本土生命形式（如火星卫星）的太阳系天体，无限制返回，对于所有其他天体，有限制返回
行星探索科学技术办公室（PESTO）的最新消息
• 天王星大气全耦合大气环流模型的进展 - 动力学和玩具模型，Jonathan H. Jiang (JPL) • 需要在 -90 °C 至 -30 °C 范围内测试冰融化探测器？，Paula do Vale Pereira (中佛罗里达大学) • 中红外快速先进光学生命探测探测器 (MIRACLE)，Yamuna Phal (科罗拉多矿业学院) • 用于行星原位光谱的微型、多功能、微观有机/无机成分分析探测器 (MOCAPS)，Mool Gupta (弗吉尼亚大学) • 使用低电容固态纳米孔探测海洋世界的生命，Vanya Buvac (Goeppert LLC) • 用于增强行星保护和污染控制的激活雾系统，Gregory Fridman (AAPlasma LLC) • BOREAS - 通过模拟探测木卫二的地下海洋冰冷的表面条件，Ilankuzhali Elavarasan（德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校）• 用于高灵敏度宽带热检测的多孔硅基热电堆，Sabah Bux（JPL）• 用于检测未来潜在海洋世界任务的有机生物特征的 SCHAN 仪器，Victor Abrahamsson（JPL）• 即将到来的天王星恒星掩星活动和影子追逐者任务概念，Kunio Sayanagi（LARC）• SLUSH：进入海洋世界的冰钻探测器，Nicklaus Traeden（Honeybee Robotics）• 海洋世界和 Wolstenholme 峡湾冰下平台的样本选择和处理（SSHOW UP），Frances Bryson（康奈尔大学）• 用于导航木卫二的垂直进入机器人（VERNE），Frances Bryson（康奈尔大学）
太空探索的计算机视觉
摘要 — 可以说，我们生活的时代是新太空时代的开端。当所有主要的私营和公共太空部门都在竞相成为第一个登陆火星的人时，星际任务就变得至关重要。不仅火星，木卫二和金星也被认为是生命的家园。自主性是实现这些星际任务目标的基本部分。深度学习和计算机视觉可用于实现航天器的自主性。本文讨论了计算机视觉在太空应用中的作用以及计算机视觉在火星探索中的进展。它还总结了 NASA MER 任务中使用的立体视觉算法，这是计算机视觉在太空探索中的典范。关键词 — 航天器对接、轨道机动、立体视觉
基于人工智能的先进车载自动化目标导向代理
这个问题是喷气推进实验室的首要任务，正如其最新的战略意图文件 1 中提到的那样：“未来的一些任务将长时间与地球进行有限的通信，例如在木卫二上钻穿数公里厚的冰壳，这需要系统能够评估自己的环境并独立做出决策。其他任务则需要在比与地球的通信时间更短的时间内做出反应，例如从短暂的羽流中取样。无法快速可靠地从地球接收命令的任务将需要自主探索能力，减少或完全不进行人为干预。自主性可以提高航天器的生产率，当航天器无法等待地面命令时，可以实现快速反应。”
科罗拉多大学 航空航天工程科学系 ASEN 4018
洛克希德·马丁公司给这个团队下达了以下指令：“ExPO（行星海洋探索）系统（客户）计划在未来探索木卫二的海底海洋。”这是一项 A 阶段研究，旨在评估自主海底任务的可行性。这项研究将模拟团队预计将面临的一些关键电信挑战。这次探索任务将面临光时通信挑战、协调深空资产挑战和水下挑战。目前没有现有的导航辅助设备。唯一可用的资源将是轨道中继卫星，允许在车辆浮出水面时在规定的时间进行定期数据传输。除了在地面站和车辆之间中继上行/下行数据外，该轨道器没有其他功能。“提供早期能力的演示，为未来的木卫二探索任务做准备。本次演示将以地球为基础，并将成为外星飞行器操作概念的技术演示。构建一个探索 AUV（自主水下航行器），以在静止的水体中搜索、识别和报告多个感兴趣的物体。报告水体中已识别物体的相对位置和每个物体的下行图像数据。轨道中继卫星将允许有限的数据传输。本次演示仅允许 3 个上行/下行窗口，每个窗口持续时间为 5 分钟。这些窗口将在任务执行开始时、任务执行 20 分钟后和任务执行 40 分钟后出现。您将无法根据当前下行窗口的数据上传数据。从设置、执行到拆卸的任务操作必须在 90 分钟内完成，执行时间为 60 分钟。”解决这个设计问题将增强洛克希德马丁公司对自主水下航行器的知识体系，特别是此类航行器在复杂水下环境中航行的能力。该团队需要以 5000 美元的预算设计和创新这个问题。
