Testinstrumenter til Artemis-astronauter

NASAs Artemis-program vil etablere en bæredygtig tilstedeværelse på Månen, mens vi forbereder os på at vove os videre til Mars. For at styrke disse missioners succes, terrestriske ingeniører skal udstyre astronauterne med de værktøjer, de skal bruge for at gøre nye opdagelser på deres rejser.

For at sikre, at disse instrumenter vil fungere i rummets vakuum eller på de klippefyldte sletter af et fjernt himmellegeme, NASA skal teste dem i analoge miljøer, der efterligner disse indstillinger. Eksempler på disse miljøer omfatter termiske vakuumkamre - hvor ingeniører kan udsætte værktøjer for ekstreme temperaturer og tryk - eller Neutral Buoyancy Laboratory, en enorm swimmingpool ved NASAs Johnson Space Center i Houston - hvor astronauter kan øve sig til rumvandringer på den internationale rumstation.

Disse testmiljøer er ikke altid specialbyggede til at matche deres modparter i rummet. Ingeniører og videnskabsmænd tager også deres instrumenter ud i marken, finde steder på Jorden analogt med områder af videnskabelig interesse på månens overflade eller den røde planet. der, de opdager, hvilke værktøjer og metoder der vil fungere bedst for Artemis-astronauter.

På NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, feltgeolog og planetforsker Kelsey Young fungerer som en videnskabelig forbindelse til udforskningssystemgruppen inden for Exploration and Space Communication (ESC) projektafdelingens kommercialisering, Innovation, og Synergier (CIS) kontor. CIS deler Goddards brede erfaring inden for områder som kommunikation, miniaturisering, og softwareudvikling med andre NASA-centre, regeringen som helhed, og den private sektor.

"Vores ugentlige møder er et vigtigt kontaktpunkt mellem ingeniør- og videnskabsteamene, der arbejder med rumudforskning på Goddard, " sagde Young. "Goddard-samfundet arbejder sammen - sammen med andre NASA-centre og vores akademiske og industrikolleger - for at forberede sig på at nå højprioriterede videnskabelige mål under Artemis-æraen med måneudforskning."

Videnskabsinstrumenter testet i analoge miljøer inkluderer spektrometre, der gør det muligt for astronauter at identificere sammensætningen af ​​månens sten og jord, eller regolith. Magnetometre og gravimetre måler magnetiske felter og lokal tyngdekraft. Laserafstandssystemer kan hjælpe med at producere kort over topografien i høj opløsning. Jordgennemtrængende radar kan sondere efter interessante underjordiske funktioner.

Disse instrumenter kan nogle gange være tunge eller besværlige, eller ikke designet til rum- eller feltanvendelser. NASA tager test i analoge miljøer som en mulighed for at miniaturisere og optimere dem, at udvikle bedste praksis for at bruge dem i videnskabelig udforskning, og at udvikle procedurer for brug af disse værktøjer og de systemer, der understøtter dem.

"Mange af de instrumenter, vi tester, er kommercielt tilgængelige, " sagde Young. "Vi bestemmer den operationelle brug for hvert værktøj og bestemmer, hvordan astronauter kan bruge deres videnskabelige data i realtid."

Der er flere indsatser på tværs af NASA med fokus på forskellige analoge miljøer verden over. Young arbejder i mange af disse miljøer, hvoraf nogle er beskrevet nedenfor.

Solar System Exploration Divisions Goddard Instrument Field Team (GIFT), som Young er med i spidsen for, er en vedvarende investering i både planetgeologi og astrobiologi. GIFT tester nye instrumenter på en række forskellige steder, der efterligner planetariske overflader på tværs af solsystemet, især vulkanske miljøer som dem på Big Island of Hawaii. Lava rør er et område af særlig interesse, da de potentielt kunne tjene som levesteder eller strålingsly på Månen eller Mars.

NASAs fjernbetjening, In situ, og Synchrotron Studies for Science and Exploration (tidligere RIS4E, nu RISE2) fokuserer også på vulkanske miljøer. RISE2, finansieret af Solar System Exploration Research Institute (SSERVI), ledes af Stony Brook University på Long Island, New York. De giver eleverne muligheder for at blive involveret i analog test som praktikanter. Videnskab, ingeniørarbejde, og selv journaliststuderende har ydet dybtgående bidrag til indsatsen som efterforskere og dokumentarister.

Young arbejder også på NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) team, ledet af NASAs Johnson Space Center. NEEMO sender grupper af ingeniører, videnskabsmænd, og astronauter på længere ophold til Aquarius Reef Base, en undersøisk forskningsstation, der drives af Florida International University. I op til tre uger ad gangen, disse akvanauter lever og arbejder under vandet, simulerer rumudforskningsmissioner og tester udstyr og operationelle koncepter 62 fod under vandoverfladen nær et koralrev.

Mens NASA designer og udfører analog miljøforskning for at fremme rumudforskning, forskningen har konsekvenser langt ud over rumudforskning.

"De målinger, vi tager i disse ekstreme miljøer, hjælper os ikke kun med at forstå andre planetariske legemer, men kan også hjælpe os med at lære om Jorden, " sagde Young. "Vores investeringer i analoge miljøer viser sig at have fordele for en lang række applikationer, herunder teknologiudvikling og terrestrisk videnskab."

Analog miljøtestning lægger et stærkt fundament for Artemis-programmet. Mens NASA begiver sig til Månen, Mars, og videre, de værktøjer, der er testet i disse miljøer, vil informere de instrumenter, der er udviklet af NASA-ingeniører til Artemis-astronauter - værktøjer, der vil gøre dybtgående opdagelser om universet og skubbe grænserne for udforskning.

Forbindelser mellem videnskabsmænd som Young og ingeniører i CIS' udforskningssystemgruppe giver NASA mulighed for at få mest muligt ud af analoge testmuligheder. Synergierne, de finder i deres arbejde, gør det muligt for NASA at opdage mere og udforske yderligere. Når NASA-videnskabsmænd og ingeniører deler deres viden og ekspertise, der er ingen grænser for, hvad de kan udrette.

"Vi er så glade for at have Kelsey og andre, der arbejder på den slags instrumenter, " sagde CIS Exploration Integration Manager Mark Lupisella. "Ved at give Artemis-astronauter de instrumenter, de skal bruge for at udføre avanceret videnskab på månens overflade, og i sidste ende vil Mars ikke kun hjælpe os med at fremme specifikke nøgleområder inden for videnskab, men vil også hjælpe os med at finde løsninger på morgendagens udforskningsudfordringer."