• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Månlasrar och kosmiska grödor:NASA finansierar UArizona-rymdutforskningsuppdrag

    NASA valde ut åtta universitetsteam - inklusive ett gemensamt team av forskare från Colorado School of Mines och University of Arizona - för att utveckla teknik för att stödja ansträngningar att hitta och skörda vatten på månens sydpol. Kredit:NASA

    Många saker förändras för astronauter när de lämnar jorden och beger sig ut i rymden, men åtminstone en förblir densamma:De behöver mat och vatten. NASA tilldelade nyligen finansiering till två team från University of Arizona för att söka efter vatten och odla mat i rymden.

    Leds av forskare vid College of Engineering och College of Agriculture and Life Sciences, uppdragen fokuserar på att skörda vatten från månens yta och att förbättra teknikerna för produktion av mikrogravitationsgrödor.

    Skördar vatten från månens sydpol

    Det finns kratrar på månens sydpol som har förblivit mörka i miljarder år, men forskare har hittat bevis för att regionen kan innehålla vatten. Inte bara avgörande för att upprätthålla mänskligt liv, vatten kan användas på robotuppdrag som bränsle, en strålskärm eller en form av värmeenergilagring.

    Som en del av Artemis Student Challenge, NASA tilldelade nästan 1 miljon dollar till åtta universitetsteam för att utveckla nya metoder att söka efter, och så småningom extrahera, vatten från dessa permanent skuggade områden.

    Ett gemensamt team av forskare, leds av Colorado School of Mines i samarbete med University of Arizona, fick $114, 000 för ett projekt som kombinerar laserkraft med FemtoSats – liten, engångssatelliter ungefär lika stora som en smörpinne som utvecklats i UArizona SpaceTREx Laboratory.

    "Elever bygger faktiskt ett helt system, vilket är mycket sällsynt att göra, särskilt inom flyg- och rymdområdet, " sa Jekan Thanga, biträdande professor i rymd- och maskinteknik och chef för SpaceTREx Laboratory vid University of Arizona. "Vårt projekt är ett språngbräde för att bygga upp den nödvändiga tekniken för att prospektera och utvinna vatten på månens yta."

    Colorado School of Mines undersöker konceptet att använda lasrar för att driva ljus och maskiner som används för månutforskning. Även om att para ihop lasrar med "månens mörka sida" kan verka som en enkel sak, forskarna behöver en låg kostnad, lågrisk sätt att testa genomförbarheten av att använda lasersignaler för kraft och kommunikation i en månmiljö. Gå in i FemtoSats.

    Jekan Thanga, biträdande professor i rymd- och maskinteknik och chef för SpaceTREx Laboratory vid University of Arizona, leder University of Arizona-delen av Artemis Student Challenge Credit:University of Arizona College of Engineering

    "Det speciella med de här killarna (FemtoSats) är att de är så låga att du kan skicka tiotals, hundratals, kanske till och med tusentals för priset av en vanlig satellit, ", sa Thanga. "Eftersom miljön på månens sydpol är så okänd för oss, engångsfarkoster är ett perfekt sätt att utforska dessa regioner utan att riskera skador på dyrare rymdfarkoster."

    I det föreslagna uppdraget, en landermonterad laser kommer att landa på månens yta och skicka FemtoSats till olika punkter på månens yta med hjälp av en jack-in-the-box-liknande mekanism. FemtoSats kommer att ta emot signalen från lasern och sända tillbaka den för att visa giltigheten av att använda lasern för kommunikation.

    "En av de mest spännande sakerna med den här utmaningen är att flera av koncepten, om det visar sig vara lönsamt som ett resultat av dessa utmärkelser, så småningom kan integreras och drivas tillsammans på månens yta, sade Chad Rowe, tillförordnad projektledare för Space Grant vid NASA:s högkvarter i Washington, D.C.

    University of Arizona-studenter som är involverade i projektet inkluderar doktoranden Alvaro Diaz och studenterna Matthew Johnson och Viru Vilvanathan - alla i College of Engineering. Colorado School of Mines-teamet består av doktorander Ross Centers, David Dickson, Loren Kezer, Joshua Schertz och Adam Janikowski, ledd av George Sowers, professor i praktik i maskinteknik.

    Odla grödor i rymden

    Bemannad rymdutforskning har länge fångat hjärtan och sinnen hos människor över hela världen. Dock, ett av de stora hindren för människors varaktiga närvaro på månen och bortom kvarstår:ett hållbart och effektivt sätt att förse astronauter med näringsrika och nyodlade frukter och grönsaker.

    Utmaningen? Noll gravitation. För att uttrycka sig enkelt, vatten beter sig annorlunda i rymden.

    "Det finns ingen gravitation, så det är väldigt annorlunda än att vattna en trädgård på din bakgård, sade Murat Kacira, föreståndare för Controlled Environment Agriculture Center och professor vid institutionen för biosystemteknik. "Att hålla en korrekt balans mellan vatten och näringsämnen vid rötterna och upprätthålla tillräckliga syrenivåer för grödor är verkliga problem."

    Den 18 fot långa, Månens växthuskammare med en diameter på 7 fot är utrustad som en prototyp av bioregenerativt livsuppehållande system. Kredit:Gene Giacomelli/Institutionen för biosystemteknik

    Olika system för växtodling på rymdstationen har utvärderats och demonstrerats med framgång, inklusive biomassaproduktionssystemet, Grönsaksproduktionssystem och avancerad växtmiljö.

    I grönsaksproduktionssystemet, populärt känd som VEGGIE, en trädgård ungefär lika stor som ett handbagage rymmer vanligtvis ungefär sex växter. Varje planta växer i en "kudde" fylld med ett lersubstrat och gödningsmedel utformade för att hjälpa till att distribuera vatten, näringsämnen och syre runt rotzonen.

    Dock, utmaningar kvarstår för hållbar livsmedelsproduktion.

    För att förbättra nuvarande design och stödja dess mål för att främja mänskligt rymdutforskning, NASA har tilldelat 1,12 miljoner dollar till University of Arizona och fyra andra utredningsteam. Uppgiften:att utveckla ett förbättrat vatten- och näringstillförselsystem för odling av grödor under mikrogravitationsförhållanden som är kompatibelt med det begränsade tillgängliga utrymmet i månens ytmiljöer och rymdfarkoster.

    Leds av Kacira, UArizona-teamet samlar flera forskare bakom universitetets insatser för prototyp Lunar/Mars Greenhouse och Bioregenerative Life Support Systems, inklusive Phil Sadler, en botanist och innovatör ansvarig för den övergripande designen och tillverkningen av Lunar/Mars Greenhouse-modulerna, och Roberto Furfaro, direktör för College of Engineerings Space Systems Engineering Laboratory.

    "Att bygga vidare på vår historia med bioregenerativa livsuppehållande system, vi har satt ihop ett otroligt tvärvetenskapligt team av forskare och ingenjörer, ", sa Kacira. "Tekniken vi utvecklar stöder inte bara framtiden inom rymdutforskning utan kan användas för att förbättra livsmedelsproduktionen här på jorden."

    Andra teammedlemmar inkluderar Kitt Farrell-Poe, chef för institutionen för biosystemteknik och expert på biologiska processer, vattenkvalitet och vattenbehandlingssystem; Minkyu Kim, en biomedicinsk ingenjör specialiserad på artificiell proteindesign och syntes, polymerfysik och mjuka material; Barry Pryor, en professor vid School of Plant Sciences som är specialiserad på växtskyddshantering, växtpatologi och mykologi; John Adams, biträdande direktören för Biosphere 2 och en expert på vilda djur, fiske och biologi; och Neal Barto, en trädgårdsingenjör som kommer att stödja sensorutveckling, instrumentering och systemövervakning.

    University of Arizona kommer också att samarbeta med Stefania De Pascale, Veronica De Micco, Youssef Rouphael och Chiara Amitrano från University of Neapel Federico II; Alberto Battistelli, Stefano Moscatello och Simona Proietti från det italienska nationella forskningsrådet; Daniel Schubert från German AeroSpace Center; Cesare Lobascio och Giorgio Boscheri från Thales Alenia Space-Italy; och Gary Stutte från SyNRGE LLC.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com