Roscosmos Chibis-M εν δράσει: Πώς εκπαιδεύονται οι κοσμοναύτες πριν επιστρέψουν στη Γη. Στις 26 Ιουλίου, οι κοσμοναύτες της Roscosmos, Sergei Kud-Sverchkov και Sergei Mikayev, και ο αστροναύτης της NASA, Christopher Williams, θα επιστρέψουν στην πατρίδα τους. Το πλήρωμα προετοιμάζεται ενεργά όχι μόνο για την προσγείωση, αλλά και για την επιστροφή στις κανονικές συνθήκες διαβίωσης, συμπεριλαμβανομένης της έκθεσης στη βαρύτητα της Γης. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στην καρδιαγγειακή προσαρμογή. Κατά το τελικό στάδιο της πτήσης, οι κοσμοναύτες εκτελούν ειδική εκπαίδευση στην προληπτική στολή κενού Chibis-M. Δημιουργεί αρνητική σχετική πίεση στο κάτω μισό του σώματος, εξασφαλίζοντας ροή αίματος παρόμοια με αυτή που προκαλείται από τη βαρύτητα. Η τακτική χρήση της στολής πριν από την προσγείωση «εκπαιδεύει» το σώμα να αναδιανέμει το αίμα σε όρθια θέση, μειώνοντας δραματικά τον κίνδυνο ζάλης και λιποθυμίας μετά την προσγείωση. Στη φωτογραφία: κοσμοναύτης Sergei Kud-Sverchkov https://vk.com/roscosmos?w=wall-30315369_624341

Τροφοδοσία μέσω οπτικής ίνας για την ενεργοποίηση ενός υπόγειου εξερευνητή στη Σελήνη (LUX)  Οι σωλήνες λάβας είναι ένας από τους πιο ενδιαφέροντες και εντελώς άγνωστους στόχους για τη σεληνιακή επιστήμη και εξερεύνηση. Το σεληνιακό φεγγίτη Mare Tranquillitatis έχει διαστάσεις περίπου 100 μέτρα επί 88 μέτρα και βάθος 133 μέτρα. Τα δεδομένα του Lunar Reconnaissance Orbiter δείχνουν ότι το λάκκο οδηγεί σε έναν εκτεταμένο υπόγειο σωλήνα λάβας που μπορεί να συνεχίζεται για χιλιόμετρα. Η αποστολή Lunar Underground eXplorer (LUX) επιδιώκει να εξερευνήσει και να χαρτογραφήσει αυτές τις σήραγγες για να αξιολογήσει τα πλεονεκτήματά τους ως προστατευμένες τοποθεσίες για επανδρωμένες σεληνιακές βάσεις (φυσικά προστατευμένες από την κοσμική ακτινοβολία) και να απαντήσει σε επιστημονικά ερωτήματα που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ανακαλύψεις στην πλανητική γεωλογία και την αστροβιολογία. Υπάρχουν σοβαρές προκλήσεις με μια τέτοια εξερεύνηση. Απαιτεί κάθετη είσοδο. η μορφολογία θα είναι περίπλοκη. δεν υπάρχει δυνατότητα ασύρματης μετάδοσης δεδομένων στο όχημα προσεδάφισης. θα είναι ενεργειακά απαιτητική (λόγω του πλήρους σκότους). η εξερεύνηση και η πλοήγηση σε εντελώς μη χαρτογραφημένα τρισδιάστατα περιβάλλοντα είναι ενεργοβόρα και δεν υπάρχει βοήθεια πλοήγησης GPS. Το κρίσιμο σημείο είναι ότι το σύστημα πρέπει να είναι μη ρυπογόνο, ώστε να μην επηρεάζει τις μετρήσεις αισθητήρων του παρθένου περιβάλλοντος.Προτείνουμε τη μετάδοση ισχύος λέιζερ μέσω οπτικής ίνας (PoF) για να καταστεί δυνατή μια αιωρούμενη ρομποτική εξερεύνηση σεληνιακού σωλήνα λάβας και επιστημονική αποστολή. Καθώς ένα ή περισσότερα οχήματα LUX κατεβαίνουν στο λάκκο Mare Tranquillitatis (και στις σήραγγες πέρα από αυτό), ένας λεπτός, ελαφρύς, στιβαρός, οπτικός κυματοδηγός (ίνα) τυλίγεται από ένα spooler επί του οχήματος. Ένα όχημα προσεδάφισης ή rover φέρει ένα λέιζερ (και την πηγή ενέργειάς του) που παρέχει PoF σε ένα όχημα εξερεύνησης LUX. Ένας κυματοδηγός οπτικής ίνας που αναπτύσσεται σε όχημα θα επιτρέψει τρεις νέες δυνατότητες: εξασφαλισμένη μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας χωρίς οπτική επαφή, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας επί του οχήματος και ειδική ώθηση (Isp) ενισχυμένη με λέιζερ για ένα μη ρυπογόνες σύστημα πρόωσης ψυχρού αερίου. Συνολικά, υποθέτουμε ότι αυτά θα βελτιώσουν σημαντικά το εύρος, τη διάρκεια και την ποιότητα της επιστήμης και της εξερεύνησης για την υποθαλάσσια σεληνιακή (και τελικά τον Άρη) εξερεύνηση. Ενώ υπάρχουν άλλες προτάσεις για αποστολές σεληνιακού σωλήνα λάβας, καμία δεν έχει τους μοναδικούς συνδυασμούς στοιχείων που επιτρέπουν την ιδέα μας.Η προτεινόμενη εργασία της NIAC θα είναι μια μελέτη σκοπιμότητας για να αποδειχθεί ότι η τεχνολογία PoF θα μπορούσε να βελτιώσει την εμβέλεια και τη διάρκεια επαρκώς ώστε να καταστεί δυνατή η αποστολή LUX. Η προηγούμενη εργασία μας δείχνει ότι η οπτική ίνα που αναπτύσσεται σε οχήματα είναι εξαιρετικά αποτελεσματική για τη μεταφορά δεδομένων και την παράταση της διάρκειας της αποστολής, ακόμη και με ένα μικρό λέιζερ σε επίπεδο πλακέτας (1-2 kW). Το βασικό άγνωστο είναι η πιθανή βελτίωση του Isp (και επομένως της εμβέλειας) από την πρόωση με θέρμανση λέιζερ PoF. Αυτό θα αξιολογηθεί μέσω ενός πλήρους σχεδιασμού συστήματος βελτιστοποιημένου για SWaP από άκρο σε άκρο, εστιάζοντας στην αποτελεσματικότητα της θέρμανσης λέιζερ για ένα δεδομένο σχεδιασμό προωθητικού και προωθητικού. Θα εξετάσουμε διάφορες στρατηγικές μεταφοράς θερμότητας για τη μεγιστοποίηση του Isp για μια σταθερή μάζα προωθητικού. Οι επιλογές σχεδιασμού θα εξισορροπήσουν το μέγεθος, τη μάζα, το ωφέλιμο φορτίο και το προωθητικό του LUX με την ισχύ του λέιζερ που απαιτείται για την επίτευξη σημαντικών διεισδύσεων στον σωλήνα λάβας. Οι CONOPs μιας αποστολής LUX θα αξιολογήσουν την ικανότητα επίτευξης των επιστημονικών στόχων εντός περιορισμών μάζας και διάρκειας, λαμβάνοντας υπόψη τις αβεβαιότητες της αποστολής και τις στρατηγικές μετριασμού. Η ομάδα CONOPS της αποστολής μας συνδυάζει έναν μοναδικό συνδυασμό εμπειρογνωμοσύνης στην εξερεύνηση των επίγειων αναλογικών σπηλαίων με τον σχεδιασμό πλανητικών αποστολών. Αντιμετωπίζοντας τους κινδύνους που συνδέονται με την άγνωστη φύση του σπηλαίου, η τελική έκθεση Φάσης Ι θα χρησιμεύσει επίσης ως οδηγός για οποιονδήποτε μελλοντικό σχεδιασμό αποστολών σε σεληνιακό σπήλαιο. Η Φάση II θα περιλαμβάνει εργαστηριακές δοκιμές υποκλίμακας για την ποσοτικοποίηση της αυξημένης Isp χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ οπτικών ινών 1070nm που μεταδίδεται σε ένα χιλιόμετρο κυματοδηγού οπτικών ινών.Η προτεινόμενη μελέτη θα μπορούσε να επιτρέψει την πρώτη εξερεύνηση σπηλαίων εκτός πλανήτη. Αυτό θα μπορούσε επίσης να προωθήσει άλλες εφαρμογές εξερεύνησης πλανητών που απαιτούν παροχή ενέργειας χωρίς οπτική επαφή σε απομακρυσμένες τοποθεσίες. Επιπλέον, η τεχνολογία μας έχει ευρύ δυναμικό διπλής χρήσης για επίγειες εφαρμογές, επιτρέποντας τη συνεχή οπτική μετάδοση ενέργειας σε κινητές πλατφόρμες στην ξηρά, στον αέρα ή υποβρυχίως.  https://www.nasa.gov/directorates/stmd/niac/niac-studies/power-over-fiber-to-enable-a-lunar-underground-explorer-lux/ Γραφική απεικόνιση της ιδέας LUX.

Ενεργά κατευθυνόμενοι αστερισμοί Femtosat για επιτόπια εξερεύνηση των δακτυλίων, της ατμόσφαιρας και της μαγνητόσφαιρας του Κρόνου. Προτείνουμε μια αποστολή που θα χρησιμοποιήσει ~10.000 ενεργά κατευθυνόμενους φεμτο-δορυφόρους για να χαρτογραφήσει τη σύνθεση των δακτυλίων, τη σύνθεση και την πυκνότητα της ατμόσφαιρας, καθώς και την κατανομή του μαγνητικού πεδίου του Κρόνου. Η διεξαγωγή επιτόπιων ερευνών των δακτυλίων του Κρόνου με μία μόνο ναυαρχίδα, όπως το Cassini, θα ενείχε έναν απαράδεκτα υψηλό κίνδυνο αποτυχίας της αποστολής λόγω συγκρούσεων σωματιδίων. Ωστόσο, η κατανεμημένη φύση της προτεινόμενης αποστολής σημαίνει ότι μπορεί να αποδεχτεί έναν κίνδυνο που θα μπορούσε να καταστρέψει πολλούς από τους φεμτο-δορυφόρους στον αστερισμό, καθιστώντας δυνατή την επιτόπια έρευνα του δακτυλίου.   https://www.nasa.gov/directorates/stmd/niac/actively-steerable-femtosat-constellations-for-in-situ-exploration-of-saturns-rings-atmosphere-and-magnetosphere/ Γραφική απεικόνιση της ιδέας των Ενεργά Κατευθυνόμενων Αστερισμών Femtosat.