Przystosowanie penetratora KRET do pracy na Księżycu

Nazwa projektu: Przystosowanie autonomicznego penetratora KRET do zadań w pakiecie geofizycznym L-GIP lądownika księżycowego
Odbiorca: Amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA), Europejska Agencja Kosmiczna (ESA)
Kierownik projektu: Clive Neal (University of Notre Dame)
Uczestnicy projektu: M. Banaszkiewicz, R. Wawrzaszek, K. Seweryn, J. Grygorczuk
Współpraca: Amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA), Europejska Agencja Kosmiczna (ESA)
Status: w trakcie realizacji

Projekt związany jest z międzynarodowym przedsięwzięciem pod nazwą Lunar Geophysical Package (L-GIP), finansowanym przez Amerykańską Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA). Celem działań zespołu L-GIP jest opracowanie zestawu aparatury naukowej, który zostanie wykorzystany w misjach lądowników księżycowych. Trzon zestawu tworzą następujące przyrządy badawcze: (a) sonda do pomiaru temperatury i podpowierzchniowego strumienia ciepła, (b) sejsmometr, (c) magnetometr. Ponadto, dla prawidłowego działania systemu, członkowie L-GIP opracowują niezbędne podzespoły wykonawcze, kontrolne i strukturalne zestawu. Grupa naukowców i inżynierów z Centrum Badań Kosmicznych PAN pod przewodnictwem doc. dr hab. Marka Banaszkiewicza jest obecnie włączona w prace zespołu L-GIP w zakresie wykorzystania w pakiecie geofizycznym autonomicznego penetratora typu KRET do realizacji wspomnianego wyżej zadania (a). Prototyp urządzenia KRET został wykonany w CBK PAN i jest jednym z zaledwie trzech tego typu urządzeń na świecie. W polu zainteresowań konstruktorów zestawu przyrządów pomiarowych L-GIP znajdują się przynajmniej dwa zadania, których realizację umożliwia wykonany w CBK KRET. Głównym z nich jest określenie wartości i parametrów strumienia cieplnego przepływającego między wnętrzem a powierzchnią Księżyca. Do wyznaczenia tego parametru potrzebna jest znajomość gradientu temperatury jaki występuje pod powierzchnią gruntu księżycowego. Drugim zadaniem jest określenie parametrów termicznych samego regolitu, w szczególności przewodnictwa cieplnego. Obydwa aspekty wymagają przeprowadzenia pomiarów przy pomocy sensorów termicznych umieszczonych w gruncie księżycowym. Jedyną możliwą obecnie do realizacji metodą umieszczenia sensorów na różnych głębokościach pod powierzchnią gruntu księżycowego bez udziału człowieka, jest wykorzystanie automatycznego penetratora, który wbije się i zagłębi na głębokość kilku metrów. CBK posiada możliwość realizacji zarówno penetratora jak i sensorów (sensory o zbliżonej konstrukcji wykonano w ramach projektu Nr 5 T12E 027 25). W ramach projektu wykonane zostaną testy oraz prace koncepcyjne i inżynierskie potrzebne do wykazania przydatności rozwiązania do wymogów misji księżycowej. W szczególności, w czasie trwania projektu wykonane zostaną testy funkcjonalne przyrządu w różnych ośrodkach (np. w analogu gruntu księżycowego), wykonany zostanie model demonstracyjny systemu wysuwania penetratora z lądownika (manipulator) oraz zrealizowana zostanie seria pomiarów termicznych rozstrzygających kwestie wpływu pojemności cieplnej struktury KRETa na wynik pomiaru. Manipulator przenoszący penetrator KRET zostanie koncepcyjnie oparty o zaprojektowany i wykonany w CBK tzw. deployment dla przyrządu MUPUS-TP misji kosmicznej Rosetta. W ramach niniejszego projektu, proponuje się realizację następujących zadań: 1. Wyposażenie prototypu przyrządu KRET w szereg sensorów demonstrujących jego przydatność do pomiarów termicznych z zakresu pomiaru przewodności cieplnej oraz wyznaczenia strumienia cieplnego występującego w warstwach podpowierzchniowych Księżyca; 2. Wykonanie demonstratora ramienia manipulatora dla potrzeb umieszczenia penetratora KRET na wyznaczonym stanowisku w pobliżu lądownika; 3. Opracowanie szczegółów strategii pomiarowej dla badań podpowierzchniowych Księżyca, w tym określenie wpływu struktury KRET’a na otrzymywane wyniki pomiarów termicznych; 4. Przeprowadzenie wspólnych prac z uczestnikami projektu L-GIP mających doprowadzić do opracowania metody integracji przyrządu z pakietem geofizycznym.

Schemat systemu wspomagania pracy penetratora KRET