Synproblem riskeras efter landning på månens sydpol

 

Bild https://www.nasa

Nu ska snart människor åter landa på månen. Den här gången för att stanna (likt det är på rymdstationen ISS byts personal då och då). Eftersom vår närvaro kommer att vara mer permanent har NASA valt en plats som maximerar kommunikationen med jorden, solens synlighet och tillgången till vattenis. Lunar South Pole (LSP månens sydpol). Medan solen på månhimlen är mer konsekvent vid polerna men går aldrig upp mer än några grader över horisonten.

 I mållandningsområdena är den högsta möjliga höjden 7° av solen över horisonten. Detta ger en hård ljusmiljö (motljus) som aldrig upplevts under de tidigare Apollo-uppdragen eller under någon mänsklig rymdfärd (kan jämföras med motljus på jorden vid solnedgång eller uppgång och man får solljuset i ögonen vid bilkörning i motljus). Den omgivande solbelysningen kommer att ha en allvarlig inverkan på besättningens förmåga att se faror och att utföra enkelt arbete. Detta beror på att det mänskliga synsystemet, som trots att det har ett högt dynamiskt omfång, inte kan se bra i starkt motljus och inte kan anpassa sig snabbt från ljus till mörker eller vice versa. Funktionell syn krävs för att utföra en mängd olika uppgifter, från enkla uppgifter (t.ex. gå, använda enkla verktyg) till hantering av komplexa maskiner (t.ex. landarens hiss, rovers). (Troligen behövs något slag av solglasögon dygnet runt som måste byggas in i rymddräkten)

Miljön utgör därför en teknisk utmaning för byrån: en utmaning som man måste förstå brett innan man kan ta itu med den på ett effektivt sätt. Utvärderingsgruppen vid NASA rekommenderade att en mängd olika simuleringstekniker, fysiska och virtuella, måste utvecklas var och en med olika och väl uttalade förmågor med avseende på funktionellt seende. Vissa tar upp de bländande effekterna av solljus vid LSP (vilket inte är lätt att uppnå genom virtuella metoder) för att utvärdera prestandan hos hjälmskydd och artificiell belysning i samband med miljön och anpassningstider. Andra simuleringar skulle lägga till terrängfunktioner för att identifiera hoten i enkla (t.ex. gång, insamling av prover) och komplexa (t.ex. underhåll och drift av utrustning) uppgifter.

Eftersom olika anläggningar har olika styrkor har de också olika svagheter. Dessa styrkor och begränsningar måste karakteriseras för att möjliggöra verifiering av tekniska lösningar och utbildning av besättningen. 

Det är inte bara att skydda mot motljus som behövs utan även att kunna arbeta och röra sig utan att se omgivningen för svagt. Motljuset på månen är skarpare än på jorden då månen saknar nästa helt atmosfär.

NASA:s ledarskap

 

Bild wikipedia NASA emblem.

Säkert har en del funderat på vilka som leder NASA. Därför har jag här sänt med länkar från NASA som presenterar ledningen. Bill Nelson, administratör, Pam Melroy, biträdande handläggare, James Free, biträdande administratör här finns  biografi över dessa ledare.

Här presenteras NASA organisationen .

Länken här från wikipedia beskriver NASA historia 

Vinter på Mars

 Bild https://www.space.com  Kullarna i Mars Australe Scopuli-regionen som ligger nära planetens sydpol täckt av koldioxidis (kallas även kolsyreis). De mörkare områdena är dammlager. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Bilden ovan och övriga bilder på vinter på Mars kan ses här.

Bilderna togs av den tyskbyggda högupplösta stereokameran (HRSC) på Europeiska rymdorganisationens (ESA) Mars Express-kretsare i juni 2022 och av NASA:s NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter med hjälp av dettas HiRISE-kamera (High-Resolution Imaging Science Experiment) i september 2022. Bilderna visar vad som ser ut som ett snöigt landskap i Australe Scopuli-regionen på Mars nära planetens sydpol.

Men "snön" som ses är helt annorlunda än den vi har på jorden.

På Mars består snön av koldioxidis och på Mars sydpol finns det ett 8 meter tjockt lager av denna is året runt. Bilderna togs nära sommarsolståndet på Mars inte vintersolståndet som man kan tro. På Mars är det kallt året runt. De mörkare områdena är lager av damm som har fallit ovanpå isen. Stoftet finns vanligtvis djupt under isen men en säsongsbunden process gör att en del av det kommer upp till ytan.

9Kolsyreis (koldioxidis) fryspunkt är -78,5 °C ( Temperaturen på månens yta varierar från +123 till - 233 grader Celsius). Risk för frostskada om man rör den. Den används inom industrin för snabb nedfrysning. För inte så länge sedan sändes detta slags is med om man till en fest hemma köpte ett större parti glass den höll kylan längre. Jag har minnen av detta och hur isen rök av kyla en rök som var iskall och man helst inte skulle röra med huden

Hur liv kan se ut på andra platser än på Jorden

 

Bild https://picryl.com/

Utomjordiskt och artificiellt liv tror många människor finns därute på andra planeter. Men kan vi när vi bara känner till byggstenarna i vår egen biosfär, förutsäga hur liv kan se ut på andra planeter med helt andra förutsättningar? Om det överhuvudtaget finns liv därute? En artikel i Royal Society publishing  författad av flera SFI-forskare (Santa Fe-institutet i New Mexico) tas  dessa frågor upp till diskussion och läsaren lämnar science fiction-sfären och hamnar i vetenskapen. 

Genom att granska fallstudier från termodynamik, beräkningar av skilda slag, genetik, cellulär utveckling, hjärnvetenskap, ekologi och evolution dras i artikeln slutsatsen att vissa grundläggande begränsningar hindrar vissa livsformer från att någonsin ha kunnat eller kan existera. Kraven inkluderar entropi reduktion (som till exempel inkluderar förmågan att läka och reparera per automatik eller genom hjälp av något), slutna celler som är oundvikliga enheter för livet och ett system – som hjärnor – som integrerar information och fattar beslut med hjälp av neuronliknande enheter.

Författarna pekar på historiska exempel där människor förutspådde någon komplex egenskap hos livet som biologer senare bekräftade. Exempel på detta är Schrödingers syn på informationsmolekyler som "aperiodiska kristaller" eller simuleringar vilket innebär ex att parasiter är oundvikliga när komplext liv utvecklas. Att sådana korrekta förutsägelser var möjliga med nästan inga tillgängliga bevis då de först diskuterades tyder på att alla levande system följer en underliggande universell logik. 

Läs mer om ovan i artikeln "Fundamental constraints to the logic of living systems" i https://royalsocietypublishing.org publicerad 25 oktober 2024. 

NASA Deep Space Station 23

 

Bild https://www.nasa.gov En kran sänker ner reflektorramen i stål för Deep space station 23 på sin plats den 18 dec på en 20 meter hög plattform ovanför antennens piedestal som ska styra reflektorn. Paneler kommer sedan att fästas på strukturen för att skapa en krökt yta för att samla in radiofrekvenssignaler. NASA/JPL-Caltech

NASA:s Deep Space Network är en rad mycket stora radioantenner som gör det möjligt till myndighetsuppdrag som att spåra och skicka kommandon till och ta emot vetenskaplig data från rymdfarkoster som är på väg till ex månen. NASA lägger nu till en ny antenn vilket gör att det totala antalet är 15, för att stödja den ökade efterfrågan på världens största och mest känsliga radiofrekventa telekommunikationssystem.

Installationen av den senaste antennen ägde rum den 18 december 2024  då team vid NASA:s Goldstone Deep Space Communications Complex nära Barstow, Kalifornien installerade reflektorramen i metall på Deep Space Station 23, en multifrekvent strål-vågledarantenn. När Deep Space Station 23 tas i drift 2026 kommer den att ta emot sändningar från uppdrag som Perseverance, Psyche, Europa Clipper, Voyager 1 och en växande flotta av framtida rymdfarkoster med människor och robotar i rymden.

"Det här tillskottet till Deep Space Network representerar en viktig kommunikationsuppgradering", beskriver Kevin Coggins, biträdande biträdande administratör för NASA:s SCaN-program (Space Communications and Navigation).

"Kommunikationsinfrastrukturen har varit i kontinuerlig drift sedan det skapades 1963 och  denna uppgradering säkerställer att NASA är redo att stödja det växande antalet uppdrag som ska utforska månen, Mars mm. Med Deep Space Network kan vi utforska Mars landskap med våra rovers, se James Webb Space Telescopes kosmiska observationer med mera", beskriver Laurie Leshin, chef för JPL(Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien). "Nätverket möjliggör över 40 djuprymdsuppdrag, inklusive de mest avlägsna människotillverkade objekten i universum, Voyager 1 och 2. 

Med uppgraderingar som dessa kommer nätverket att fortsätta att stödja mänsklighetens utforskning av vårt solsystem och bortom detta, vilket möjliggör banbrytande vetenskap och upptäckter långt in i framtiden."

NASA:s Deep Space Network förvaltas av JPL, med tillsyn över NASA:s SCaN-program. Mer än 100 NASA-uppdrag och icke-NASA-uppdrag är beroende av Deep Space Network och Near Space Network inklusive stöd till astronauter ombord på den internationella rymdstationen och framtida Artemis-uppdrag, övervakning av jordens väder och effekterna av klimatförändringar, stöd till utforskning av månen och nya upptäckter i solsystemet och bortom det.

För mer information om Deep Space Network.

Blue Ghost

 

Bild NASA  Plymen från Apollo Lunar Module slår ner på ett avstånd av 5 m över landningsytan. Bilden visar plymgashastighetsvektorer färgade efter hastighetsstorlek (blå = låg, magenta = hög) samt strömlinjer som indikerar den starka uppåtgående flödesriktningen under vakuumförhållanden. NASA.

För andra gången på mindre än ett år kommer en NASA-teknik som är utformad till att samla in data om interaktionen mellan en månlandares raketplym och månens yta att göra den långa resan till månen i de så kallade Blue Ghost-uppdragen planerat i tre etapper den första i januari 2025.

Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies (SCALPSS) har utvecklats vid NASA:s Langley Research Center i Hampton, Virginia och är en uppsättning kameror som placeras runt basen av en månlandare för att samla in bilder under och efter nedstigning och landning. Med hjälp av en teknik som kallas stereofotogrammetri kommer forskare vid Langley att använda de överlappande bilderna från versionen av SCALPSS på Fireflys Blue Ghost – SCALPSS 1.1 – för att skapa en 3D-vy av ytan och den effekt på denna landningen ger.

En tidigare version, SCALPSS 1.0, fanns på Intuitive Machines rymdfarkost Odysseus som landade på månen i februari 2023. På grund av oförutsedda händelser som uppstod under landningen kunde SCALPSS 1.0 inte samla in bilder av interaktionen mellan skeenden från damm med mera som flög ut vid landning och yta. Teamet kunde dock använda nyttolasten under transport och på månens yta efter landning vilket ger förtroende för hårdvaran.

Nyttolasten SCALPSS 1.1 innehåller ytterligare två kameror – sex totalt, jämfört med de fyra på SCALPSS 1.0  och kommer att börja ta bilder på högre höjd, innan den förväntade interaktionen mellan plym och yta börjar för att ge en mer exakt jämförelse före och efter landning.

Dessa bilder av månens yta kommer inte bara att vara en teknisk nyhet. I takt med att resorna till månen ökar och antalet nyttolaster som landar i närheten av varandra ökar måste forskare och ingenjörer kunna förutsäga effekterna av landningar på ett korrekt sätt. Hur mycket kommer ytan att förändras? När en landare slår ner, vad händer med månens jord (regolit) som den kastar iväg? Med den begränsade data som samlats in under nedstigning och landning hittills kommer SCALPSS att vara det första dedikerade instrumentet för att mäta effekterna av interaktion mellan plym och yta på månen i realtid och hjälpa till att besvara dessa frågor.

Inom ramen för Artemis-kampanjen, som är NASA:s nuvarande strategi för utforskning av månen, samarbetar NASA med kommersiella och internationella partners för att etablera den första långsiktiga närvaron på månen. På detta CLPS-initiativ (Commercial Lunar Payload Services) leverans som innehåller över 90 kg NASA vetenskapliga experiment och teknikdemonstrationer, kommer SCALPSS 1.1 att börja ta bilder från innan landarens plym börjar interagera med ytan tills efter att landningen är klar.

De slutliga bilderna kommer att samlas in på en liten datalagringsenhet ombord innan de skickas  för nedladdning tillbaka till jorden. Teamet kommer sannolikt sedan att behöva minst ett par månader för att bearbeta bilderna verifiera data och generera digitala höjdkartor i 3D av ytan.

Månen är en spännande plats och då den finns på ett avstånd som vi kan besöka och undersöka lättast av himlaobjekten. Därför bör vi försöka förstå vad där finns. Säkert finns överraskningar att upptäcka i terräng, under ytan, klippskrevor och grottor.

Raviner undersökta på asteroiden Vesta

 

Bild wikipedia tagen av Dawn 17 juli 2011.

Flertalet av asteroiderna, månarna och planeterna i vårt solsystem är fulla av kratrar och ger tydliga bevis på att meteoroider har slagit ner på dem under dess 4,6 miljarder år. Men på vissa världar, inklusive den stora asteroiden Vesta (som finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter) vilken NASA:s Dawn-uppdrag utforskade, innehåller ytan också djupa kanaler (raviner) vars ursprung inte är helt klarlagt. 

En huvudhypotes är att de bildats av flöden av torrt skräp ur geofysiska processer, såsom meteoroidnedslag och temperaturförändringar på grund av solexponering. En nyligen genomförd NASA-finansierad studie ger dock vissa bevis att påverkan på Vesta kan ha utlöst en mindre uppenbar geologisk process: plötsliga och kortvariga vattenflöden som karvat ut raviner och avsatt sediment. Genom att använda laboratorieutrustning för att efterlikna förhållandena på Vesta beskrivs i studien som publicerats i Planetary Science Journal vad vätskan kunde bestått av och hur länge den flödat innan den frystes.

Även om förekomsten av frusna saltvattenavlagringar på Vesta är obekräftat har forskare tidigare antagit att meteoroidnedslag kan ha exponerat och smält is som legat under ytan på världar som Vesta. I det scenariot kan flöden som ett resultat av denna process ha etsat in raviner och andra ytformationer som liknar dem på jorden. Men hur skulle det på atmosfärfria världar, utsatta för rymdens intensiva vakuum kunna hysas vätskor på ytan tillräckligt länge för att de ska kunna flöda (och karva ut ytan)? En sådan process skulle strida mot förståelsen att vätskor snabbt destabiliseras i vakuum och omvandlas till en gas när trycket sjunker.

"Kollisioner utlöser inte bara ett flöde av vätska på ytan, vätskorna måste vara aktiva tillräckligt länge för att skapa specifika ytegenskaper", beskriver projektledaren och planetforskaren Jennifer Scully vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien där experimenten utfördes. "Men hur länge? De flesta vätskor blir snabbt instabila på atmosfärfria kroppar i rymdens vakuum.

Den kritiska komponenten visar sig vara natriumklorid (vanligt bordssalt). Experimenten visade att under förhållanden som de på Vesta fryser rent vatten nästan omedelbart medan salta vätskor förblir flytande i minst en timme. "Det är tillräckligt lång tid för att bilda de flödesassocierade funktioner som identifierades på Vesta, som beräknats tagit upp till en halvtimme att bildas", beskriver huvudförfattaren Michael J. Poston vid Southwest Research Institute i San Antonio.

För mer information om ovan arbete och även en länk för att läsa mer om Dawn-uppdraget som pågick mellan 2007 till 2018 se denna länk från NASA. 

För att en ravin ska bildas på en halvtimma som det påstås ovan måste marken vara mycket porös troligen sandig och vätskans rörlighet snabb och kraftig. I annat fall skulle det kanske ta 1000 tals år. Jag tvekar på att ovan teori om halvtimmesflöden på en atmosfärfri och vindfri asteroid skulle ge raviner. Min teori är att de bildats genom närkontakt av hårda meteoroider som svept nära Vesta i hög hastighet utan  nedslag utan som har skärt in i hög hastighet i ytan och skapat ravinerna genom en knivseggseffekt och farit vidare utan att ha slagit ner.