Materiały konferencyjne

Materiały konferencyjne

Agata Kołodziejczyk

Analog Astronaut Training Center oferuje złożone multidyscyplinijne szkolenia dla studentów, takie jak nurkowanie, skoki spadochronowe, latanie, kursy wirówek ludzkich, hipobaryczne i hiperbaryczne przeżycia, warsztaty rakietowe, loty stratosferyczne oraz analogowe księżycowe i marsjańskie misje kosmiczne. Od 2016 roku autorzy byli zaangażowani w budowę pierwszych w Polsce laboratoriów symulacji kosmicznych: Modularnej Analogowej Stacji Badawczej, Lunares oraz całkowicie prywatnego AATC. Autorzy są właścicielami laboratorium opartego na AI, aby prowadzić długoterminowe eksperymenty na ludziachw izolacji związane z badaniami astrobiologicznymi. Liczne międzynarodowe współprace i długoterminowe kontrakty badawcze otworzyły nową drogę rozwoju w praktycznych, praktycznych wymiarach doświadczenia. Prezentacja ujawnia rzeczywiste podsumowanie, wyciągnięte wnioski i przyszłe perspektywy rozwoju projektów studenckich realizowanych w laboratorium AATC.

Alberto Gallina

The attitude determination and control system of small satellites is commonly tested on ground by means of air bearing tables that enables frictionless rotational motion. However, these facilities require to be balanced. It is done byusing analgorithm that calculates the center of mass of the system from onboard measurements. The algorithm, based on the Euler dynamic model,requires the calculation of active torques exerted on the floating body. Experimental evidence proves that if the aerodynamic torque generated by drag effects of the rotating platform are included in model, then the estimate of the center of mass of the system becomesmore accurate.

Andrzej Kotarski

Miniaturyzacja platform satelitarnych sond i instrumentów w technice kosmicznej otworzyła wielkie możliwości w dziedzinie realizacji niskokosztowych programów kosmicznych, co otworzyło z kolei możliwości realizacji misji międzyplanetarnych przez kraje, dla których programy misji tej klasy były poza ich zasięgiem. Przeprowadzając analizę publicznie dostępnych źródeł autor zidentyfikował pola do zastosowań dla nano–, piko–, satelitów w misjach dla górnictwa kosmicznego.
Są to:
1.Lokalizacja złóż surowców,
2.Identyfikacja i klasyfikacja złóż surowców,
3.Eksploatacja surowców.
Każdy z obszarów definiuje wymagania dotyczącearchitektury misji, platformy satelitarnej oraz jej instrumentów i podsystemów wspierających.W zakresie architektury misji można wyróżnić misje pojedyncze lub wielokrotne. W zakresie architektury systemu –pojedynczą lub sieć platform satelitarnych.W planach eksploracji dużych i małych ciał niebieskich rozpatrywane są obecnie koncepcje wykorzystujące wspomniane architektury misji i systemów. Również w planowanych misjach dużych sond znalazło się miejsce dla misji sond opartych na powyższych klasach platform satelitarnych,służących jako wsparcie misji tych sond. Reasumując, możliwości zastosowań nano–, piko–i femtosatelitów są duże dla misji górnictwa kosmicznego.
Andrzej Piotrowicz
Heat and mass transport has always been a technological challenge. Improper operation of moving parts and heat sources can lead to excessive friction, plastic deformation, melting and other undesirable side effects, and thus to malfunctions. To fight these situations, various types of preventive techniques are used: cooling, air conditioning, etc. In terrestrial conditions, the most common coolants are air, water and mineral oils. These coolants are widely available and relatively cheap, but due to their physicochemical properties, they are not universal.Another group of coolants are liquid metal/alloy. With superior thermal conductivity, electromagnetic field drivability, and extremely low power consumption, liquid metal/alloycoolants promise many opportunities for high–tech heat transport processes. Their first commercial application was in nuclear power installation, and other potential applications are in: cellphones, super computers, steel industry, solar concentration, chip cooling and waste heat recovery.Due to the conditions of outer space and spaceflight, liquid metal/alloyare usedas: thermal interface medium, phase change material, convection cooling, thermal storage, electromagnetic shielding and electronic printing. In space vehicles, nuclear reactor is the power source chosen to provide life support energy, electricity for systems including space missions. Among many others, such as ammonia, hydrogen or nitrides, it is liquid metal/alloys that are mentioned as the best material for this type of application.As part of the presentation, the types of liquid metal/alloycoolants were presented: physical and chemicalpropertiesof liquid metal and alloy,comparison with other coolantsand principles of operation, as well as examples of theiruse in practice: both terrestrial and space.
Anna Łosiak
W ciągu następnych kilkudziesięciu lat ludzie prawdopodobnie założą stałą bazę na powierzchni Księżyca. Funkcjonowanie takiego osiedla będzie wymagało wykorzystanialokalnych zasobów, ponieważ przywiezienie wszystkiego z Ziemi będzie zbyt drogie. Dlatego zanim postawimy ponownie stopę na Księżycu musimy dokładnie poznać jego geologię –a więcrozmieszczenie i ilość złóż. Księżyc jest geologicznie dużo mniej skomplikowany niż Ziemia –choćby przez niemal całkowity brak wody czy procesów związanych z płytami tektonicznymi. W rezultacie, różnorodność mineralogiczna naszego satelity jest mniejsza niż naszej planety. Absolutną większość (objętościowo 98–99%) stanowią tylko cztery minerały (Papike et al. 1991, Sato et al. 2017): plagioklazy: ~10–99%, pirokseny: ~8–60%, oliwiny: ~0–18%, and ilmenit: ~0–20%. Minerały te tworzą również ograniczoną (w porównaniu do ziemskiej) liczbę rodzajów skał. Dwa główne typy różniące się składem ipochodzeniem to: skały „morskie” (głównieróżne bazalty) i skały wyżynne (anorthozyty, gabbra, noryty, dunity a także specyficzne KREEP–y bazaltyElements: Korotev 2005, Haskin et al. 2000, Jolliff et al. 2020). Większość skał na Księżycu to jednak brekcje, które składają się z fragmentów różnych skał. Charakterystyczną cechą skał na Księżycu jest:1) żelazo występuje w formie zredukowanej(nawet metalicznej), 2) szczególnie w regolicie jest dużo szkieł impaktowych powstających w trakciewietrzenia kosmicznego, a szczególniezderzeń z asteroidami (Martin et al. 2017), 3) brak wody w ich składzie (np. brak amfibolów, minerałów ilastych etc). Jednakże lokalnie trochę wody (lodu) lub grup –OH może występować, szczególnie (ale nie wyłącznie) w permanentnie zaciemnionych kraterach(Colaprete A. et al. 2010).Lepsze rozpoznanie zasobów geologicznych Księżyca jest konieczne przed założeniem tam stałej bazy.
Barbara Skardzińska

Kiedy w 2001 r. pod auspicjami Międzynarodowego Instytutu Prawa Prywatnego Unidroitpodpisano konwencję kapsztadzką ozabezpieczeniach międzynarodowych na wyposażeniu ruchomym (Cape Town Convention), środowisko sektora kosmicznego entuzjastycznie przyjęło pomysł objęcia jej postanowieniami także sprzętukosmicznego. Docelowo konwencja miałazagwarantować, że w razie zaniechania płatności za przekazany sprzętwierzyciel będzie miał prawną możliwość jegozajęcia i odebraniagodłużnikowi. Tym samym, chodziłowięc o minimalizacjęryzyka niewypłacalnościspółek prowadzących działalnośćkosmicznąi ułatwienie im pozyskiwania środków od komercyjnych instytucji finansowych. Jednakże wmomencie podpisaniaw 2012 r. protokołu dot. sprzętukosmicznego do konwencji kapsztadzkiejokazało się, że tylko cztery państwa sągotowe na jego ratyfikację. Mimoże postanowienia protokołu regulowaływielekwestiihamujących szybką komercjalizację działań kosmicznych, to niepowodzeniem zakończyła się próba wprowadzenia w życie tych zapisów. Tematem niniejszego wystąpieniabędzie analiza wybranych ryzykprawnychzwiązanychzpozyskiwaniem finansowania zewnętrznego przez spółki kosmiczne, a więc kwestii częściowo uregulowanych w konwencji kapsztadzkiej. Szczególny nacisk zostanie położonyna analizę iocenę przyczyn niepowodzeniaw ratyfikacji protokołu dot. sprzętu kosmicznegodokonwencji kapsztadzkiej. Analizie zostaną poddanetakże kwestie dotycząceochrony interesów wierzycieli spółek kosmicznychprowadzących potencjalnądziałalnośćwydobywcząna Księżycu. Głównym celem prezentacji będzie przybliżenie słuchaczom problematyki wyzwań prawno–finansowychzwiązanych z górnictwem kosmicznym.

David Lucsányi

The Puli Lunar Water Snooper (PLWS) instrument is being developed by Puli SpaceTechnologies to in-situ identify and measure the subsurface hydrogen (including waterice) content of the lunar regolith, addressing an essential need of the ISRU communityand scientific goals of the NASA Artemis program.The PLWS detects low-energy (thermal and epithermal) albedo neutrons emerging fromthe regolith due to high-energy cosmic rays, using commercial off-the-shelf CMOS imagesensors as particle detectors. Based on the measured neutron fluxes, PLWS can alsomeasure the water-equivalent hydrogen concentration of the surrounding lunar soildown to a maximum 1 m depth.It is designed to be mounted on small lunar rovers with its extremely light mass (<400 g)and small dimensions (10x10x3 cm). On a rover, it will be capable of acquiring invaluablescientific data and producing very high resolution hydrogen resource maps of the lunarsurface, even finding micro cold ice traps.After winning two NASA challenges with the concept, the development of PLWS isfunded and supported by NASA for a year. Flight models will be ready in January 2022,and the first PLWS might be delivered to the Moon on a NASA mission in 2023.

Gordon Wasilewski

Zasoby wody zlokalizowane na dnie permanentnie zacienionych kraterów Księżyca są dziś kluczowym celem eksploracyjnym wielu agencji i firm z sektora kosmicznego. W tych ekstremalych regionach woda występuje w formie lodu w regolicie i skałachw średnich koncentracjach wagowych od 5 do 8%.Górnictwo cieplne wykorzystujące światło słoneczne ze szczytów kraterów polarnychjest obecnie wiodącą architekturą pozyskania wody na Księżycu. W tej pracy zbadano efektywność wykorzystania górnictwa cieplnego w depozytach lodowych dzięki pracom eksperymentalnym oraz obliczeniom MESprzepływów ciepła i masy w symulowanych depozytachlodowym.Ustalono, że produkcja wody jest dynamicznym systemem posiadającym liczne negatywne sprzężenia zwrotne zmniejszające wydobycie. Sąone przede wszystkim związane z powstawaniem pozostałości posublimacyjnej tworzącej izolację cieplną.Znaleziono również analogie między wydobyciem wody na Księżycu a wydobyciem węglowodorów na Ziemi, otwierające liczne możliwości wykorzystania modeli prognostycznych i obliczeniowych w problemach zasobów kosmicznych.

Jakub Ciążela

Zważywszy nabrak dowodów na podwyższone temperatury gruntu i zmiany morfologii terenu wywołane wulkanizmem, wulkanizm na Marsie mógłbywydawać się wygasły. Datowania marsjańskich prowincji magmowychwskazująjednakna zróżnicowany wiek law od bardzo młodego (<3 mln lat) do bardzo starego (>4 000 mln lat). Wulkanizm na Marsieniejest więc najprawdopodobniej wygasły, a tylko uśpiony. Nasze modelowanie wskazuje, że ewentualnekomory magmowe mogą znajdować się pod Olympus Mons i Tharsis Monteswnajwiększej marsjańskiejprowincji magmowej,Tharsis. Wykryliśmy też związaną z nimi niedawną aktywność hydrotermalną, analizując powierzchnię Marsa za pomocą Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) z MRO w kilkulokalizacjach cechujących się młodym wulkanizmem (<100 Ma).Zidentyfikowane minerały hydrotermalne obejmują kilka siarczanów, hematyt i uwodnioną krzemionkę. Na Ziemi aktywność hydrotermalna jest zwykle związana ztworzeniem się rud metali. Siarczany, jarosyt i ałunit,mogą wskazywać na bliskość rud metali. Same rudy metalisą jednak niewykrywalne w paśmie bliskiej podczerwieni, w którym operuje CRISM. Dlategow Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu projektujemy spektrometr dalekiej podczerwieni MIRORES (Multiplanetaryfar–IR ORE Spectrometer) przeznaczony do wykrywania minerałów rudnych na Marsie i Księżycu. Księżyc jest szczególnie perspektywiczny, ponieważ oprócz rud metali można prowadzić także poszukiwania Helu–3. Wykazano, że złoża żelaza i tytanuznakomicie korelują ze stężeniem 3He oraz innychgazów, ze względu na strukturę ilmenitu(FeTiO3)sprzyjającą wyłapywaniu cząsteczek gazów z wiatru słonecznego. Księżyc nie jest bowiem chroniony od wiatru słonecznego przez pole magnetyczne. Zapotrzebowanie na 3Hena Ziemiwynika z możliwości wykorzystywania go w reaktorach termonuklearnych, które będą w przyszłości najtańszym i bezpiecznym źródłem energii.Badania składu chemicznego powierzchni księżyca, w tym zawartości Fe i Ti) są już prowadzone za pomocą spektrometrów XRFtakich jak w misji Chandrayaan–2, ale nie prowadzi się jeszcze dokładnych badań mineralogicznych, którepozwoliłyby mapować ilmenit 3He. Mogłoby na to pozwolić użycie przyrządu MIRORES.

Joanna Pyrkosz-Pacyna

Eksploracja kosmosu wzbudza różnorodne skojarzenia, emocje i przekonania. Percepcja ta, przekłada się następnie na inne istotne obszary takie jak poparcie dla wydatków publicznych na badanie kosmosu, edukacja szkolna czy chęć podjęcia pracy w przemyśle kosmicznym. Na próbie studentówi studentek uczelni technicznej przeprowadziliśmy badanie pilotażowe postrzegania eksploracji kosmosu.Wykorzystaliśmy zarówno badanie ankietowe (N=160) jak i grupy fokusowe (6 grup). Na danych ilościowych przeprowadzono analizę korelacji oraz analizę regresji. Wstępne wyniki wskazują na bardzo duże zainteresowanie studentów i studentek badaniami kosmosu. Studenci/tki widzą znaczenie zarówno naukowe jak i praktyczne tychże badań oraz deklarują swoją ciekawość poznawczą wobec tego zagadnienia. Jeśli jednak chodzi o gotowość do zaangażowania się (w różny sposób) w eksplorację kosmosu, respondenci i respondentki nie deklarują wysokiejgotowości do wiązania swojej kariery zawodowej z tą branżą. Podczas wystąpienia zaprezentujemy dane dotyczące m.in. postrzegania eksploracji kosmosu, chęci zaangażowania się czy poczucia kompetencji w zakresie eksploracji kosmosu. Zwrócimy również uwagę na różnice między studentami a studentkami w tym zakresie. Nasze wyniki sugerują, że czynnikiem najsilniej przewidującym chęć zaangażowania się w zagadnienia związane z eksplorację kosmosu są poczucie znajomości (familiarności) dziedziny, poczucie przynależności do dziedziny oraz samoocena kompetencji. Podczas wystąpienia przedstawimy nasze dalsze plany badawcze oraz omówimy potencjalne praktyczne implikacje naszych wyników.

Joanna Kozakiewicz

Większość operacji związanych z górnictwemkosmicznym będzie odbywać sięna powierzchniach ciał niebieskich, które pokryte są warstwą luźnych materiałów, takich jak: pył, piasek czy żwir. Warstwa takich materiałów tworzonajestw wyniku niszczenia skał podłoża oraz w wyniku depozycji ziaren pochodzących z innych miejsc,a przenoszonych na skutek odziaływania różnych sił, m.in. wiatru czy grawitacyjnych. Ze względu na to, że oba te procesyzachodząrównocześnie warstwę takich materiałów,znajdującą się na powierzchni ciał niebieskich,w tej prezentacji nazwiemyregolitem.Badanie własności fizycznych i chemicznych regolitu jest niezwykle istotne dla zrozumienia w jaki sposób prowadzić działania z zakresu górnictwa kosmicznego, ponieważ każda interakcja z powierzchnią ciała kosmicznego jest interakcją ze znajdującym się na tej powierzchni regolitem. Ma to kluczoweznaczenie m.in. w przypadku poruszania się po powierzchniczy działań związanych z kopaniem iwierceniem, o czym świadczą problemy na jakie natrafiły łaziki i lądowniki w czasie eksploracji Marsa. Ponadto sam regolit może stanowić źródło zasobów, w postaci związkówżelaza czy krzemu,jak również loduwodnego, który może krystalizowaćna ziarnach i pomiędzy ziarnami regolitu.Badania regolitów pozaziemskich mogą być prowadzone jedynie w trakcie badań in situ orazza pomocą symulacji laboratoryjnychi komputerowych. W naszym laboratorium mamy możliwość tworzenia symulantów regolitówpozaziemskichuwzględniając nie tylko ich skład chemiczny, ale również granulometrię i kształt ziaren. W niniejszej prezentacji pokazujemy powstanie symulanturegolitu marsjańskiego opracowanegona podstawie analizy danych pozyskanych przez łaziki marsjańskie. Dodatkowo pokażemy przykładowe zastosowanie symulantów regolituw ramach prac prowadzonych w tunelu aerodynamicznym znajdującym się na UniwersytecieJagiellońskim, w którym możliwe jest badania nie tylko interakcji pomiędzy regolitem a obiektami naturalnymi i wytworzonymi przez człowieka, ale również interakcji regolitu z atmosferą.

Katarzyna Malinowska

Bartosz Malinowski

Michał Szwajewski

Postępy w technologii transportu kosmicznego w połączeniu z ambicjami prywatnych inwestorów oraz agencji kosmicznych dotyczące stałego powrotu na Księżyc dały początek dyskusjom na temat przyszłego międzynarodowego systemu regulującego wykorzystanie i eksploatację przestrzeni kosmicznej. Wydaje się, że plany te opuściły sferę science fiction i są coraz bliższe rzeczywistości. Mowa tu oczywiście o górnictwie kosmicznym, lecz także i o śmielszych planach podboju kosmosu.Wiele mówi i pisze się o tym, jak przestrzeń kosmiczna ma być wykorzystywana z korzyścią dla wszystkich państw, niewiele uwagi poświęca się jednak ewentualnym prawom poszczególnych osób faktycznie przebywających w przestrzeni kosmicznej, zarówno na rzecz wysyłających je organizacji, jak i w inny sposób. Pytanie o prawa jednostki znajdującej się przez dłuższy czas w przestrzeni kosmicznej ma zasadnicze znaczenie dla wizji przyszłego wykorzystania przestrzeni kosmicznej, w tym tak ambitnych planów jak wydobycie surowców wymagające stałych baz na ciałach kosmicznych. W szczególności, jak prawa te powinny być chronione w miejscach pozbawionych jakiejkolwiek władzy publicznej zdolnej faktycznie do sprawowania suwerenności i ochrony podstawowych praw człowieka? Rodzi to potrzebę oceny zalet możliwych modeli organizacji i zarządzania częściami przestrzeni kosmicznej zajmowanymi przez człowieka, takimi jak teren, struktury czy jaskinie poza lądownikami lub modułami wynoszonymi z Ziemi, w tym w szczególności możliwej autonomii politycznej społeczności ludzkich poza Ziemią. Punktem wyjścia do rozważań są kwestie technologiczne, które mają dominujący wpływ na aspekty socjologiczne i prawne.Problematyka objęta badaniami zyskała ostatnio zainteresowanie w związku z działaniami firmy SpaceX, która w swoich warunkach świadczenia usług konsumenckich Starlink Beta stwierdziła, że Mars jest wolną planetą i żaden ziemski rząd nie ma władzy ani suwerenności nad marsjańską działalnością. Z tego powodu przedmiotem rozważań stały się zasady prawa międzynarodowego, które będą miały wpływ na przedmiot rozważań, w tym przede wszystkich zasadę nie zawłaszczenia przestrzeni kosmicznej w zestawieniu zasadąsamostanowienia.W konkluzji przeprowadzonych badań autorzy doszli do wniosku, że zasada niezawłaszczania przestrzeni kosmicznej jest produktem pewnych okoliczności politycznych i technologicznych istniejących w czasie jej tworzenia. Okoliczności te obejmowały rywalizację między Związkiem Radzieckim a Stanami Zjednoczonymi, które wspólnie sprawowały niemal duopol w zakresie załogowego i bezzałogowego dostępu do przestrzeni kosmicznej. Innym zbiegiem okoliczności był ruch dekolonizacyjny, w ramach którego wiele państw w Afryce i Azji uzyskało niepodległość, co wiązało się z dążeniem do zapewnienia sprawiedliwych szans wszystkimtym nowym narodom “niezależnie od stopnia ich rozwoju gospodarczego lub naukowego”, jak stwierdzono w preambule do OST. Odzwierciedlało to również ówczesny stan technologii lotów kosmicznych, kiedy żadna z wiodących potęg kosmicznych nie była w stanie stworzyć stałych załogowych placówek, które mogłyby być wykorzystane do faktycznego zajęcia jakiegokolwiek terytorium w przestrzeni kosmicznej.W miarę jak perspektywa osiedlania się ludzi w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej realistyczna, naszymzdaniem należy nadać większy priorytet modelowi opartemu na prawie do samostanowienia: podczas gdy zasada nie zawłaszczania wydaje się chronić interesy istniejących państw, natomiast zasada samostanowienia w tym przypadku będzie chronić bezpieczeństwo prawne i ekonomiczne ludności całkowicie zależnej od swojej części przestrzeni kosmicznej. Osoby przebywające w przestrzeni kosmicznej mogłyby mieć swoje prawa człowieka lepiej chronione przez organizację, która ma wyłączną władzę nad takim miejscem i nie musi koordynować swoich działań na astronomiczne odległości. Nie ma natomiast wątpliwości, że zasada niezawłaszczania pozostaje kluczową normą prawa międzynarodowego. Bez niej nie mógłby istnieć powszechny dostęp do przestrzeni kosmicznej z powodu chaosu prawnego wynikającego z wielości roszczeń do suwerenności nad kosmosem. W przyszłości może ona jednak ewoluować w kierunku ochrony wolności eksploracji niezamieszkałych ciał niebieskich oraz wolności lotów kosmicznych, chroniąc otwartą przestrzeń kosmiczną z dala od społeczności ludzkich.`Wbadaniachtematu zastosowano doktrynalną metodologię badań prawniczych, polegającą na analizie materiałów prawnych, takich jak teksty traktatów, rezolucji Zgromadzenia Ogólnego Narodów Zjednoczonych, a także komentarzy i literatury prawniczej.

Kamil Muzyka

Górnictwo kosmiczne, ISRU czy silniki Bussarda są konceptami starszymi niż skodyfikowane prawo kosmiczne. Jednak do dziś stanowią dla niego nie lada wyzwanie. Dyskusje dotyczące legalności działań astrogórniczych najczęściej opierają się o interpretacje Art. II OST i koncepcji zawłaszczenia, tudzież etyczno moralnych ram podziału dóbr z takiego przedsięwzięcia. Co jednak umyka dyskusji, to zrozumienie iż surowce to coś więcej niż zyski ze „zwożenia metali z asteroid na Ziemię”. Surowce kosmiczne będą sprzedawane dlatego, że są niezbędne przemysłowo –ergo tworzy się z nich jakiś produkt, usługę. W tym wypadku jest to materialny element wyposażenia lub struktury obiektu kosmicznego, paliwo lub źródło zasilania danej jednostki lub systemu. W referacie przedstawiona będzie problematyka związana z powstaniem nowych obiektów kosmicznych wytworzonych z lokalnych surowców. Podniesione zostaną argumenty co do stosowania tzw. Doktryny von Neumanna w kontekście obiektów kosmicznych oraz jej ograniczenia w kontekście komercjalizacji przestrzeni kosmicznej i zwiększania dostępności do przestrzeni kosmicznej nowym podmiotom. Ujęta zostanie także kwestia suwerenności państwa na pokładzie i zewnętrznej powłoce takiego obiektu kosmicznego, jaki i relacja tejże władczości doobszaru znajdującego się w pobliżu takiego obiektu lub między obiektami które tworzą spójną grupę.

Karol Seweryn

Eksploracja kosmosu jest przedsięwzięciem globalnym, wymagającym wielu wyzwań technicznych. Jej głównym celem jest rozszerzenie naszej cywilizacji na inne ciała Układu Słonecznego, zaczynając od sąsiednich, wysyłając zarówno roboty, jak i misje załogowe. Przygotowanie do eksploracji wymaga systematycznych badań naukowych, które poszerzają naszą wiedzę o wybranych ciałach Układu Słonecznego, jak również pozwalają poszerzyć wiedzę technologiczną.In–Situ Resource Utilisation (ISRU) to gromadzenie, przetwarzanie, przechowywanie i wykorzystanie materiałów z kosmosu do wykorzystania w kosmosie. W porównaniu z obecnym podejściem do transportu materiałów i sprzętu z Ziemi, ISRU zmniejsza całkowity koszt misji kosmicznych i powiązane z nim ryzyka. W szczególności technologie związane z ISRU pozwolą w przyszłości na umożliwianie tankowania satelitów i statków kosmicznych paliwem wytworzonym na miejscu, konserwację i naprawę satelitów, ustanowienie gospodarki kosmicznej jak również załogową eksplorację Układu Słonecznego.W prezentacji zostanie przedstawiony projekt uzyskany w Narodowym Centrum Nauki(2020/38/E/ST8/00527), którego realizacja zaczęła się w czerwcu 2021 r.Projekt koncentruje się na wydobyciu i wzbogaceniu regolitu na równikowym obszarze Księżyca. Główne cele naukowe obejmują wzajemnie powiązane działania tj.: analizę wpływu zredukowanej grawitacji na sprawność systemów wydobywczych, analizę interakcji między ziarnami regolitu podczas wydobycia, optymalizację procesu wzbogacania regolitów przy ograniczeniach związanych ze środowiskiem kosmicznym oraz analizę wpływu próżni na wydajność i niezawodność systemów wydobywczych.

Kris Zacny

The goal of the VIPER mission is to identify volatiles within the top one meter of the lunar surface. The TRIDENT drill has been designed to generate cuttings and place them on the surface for analysis by the Near InfraRed Volatiles Spectrometer Subsystem (NIRVSS) and Mass Spectrometer observing lunar operations (MSolo).The drill uses a “bite” sampling approach (akin to peck drilling) where samples are captured and delivered to the surface every ~10 cm. Thus, a full depth of 1 meter is achieved with 10 bites. This allows for stratigraphy to be maintained while reducing drilling power and forces. The auger drill has an integrated heater and two temperature sensors: one co–located with a heater and another one at the drill bit. The temperature sensors are used to measure subsurface temperature while the heater can be used to measure thermal conductivity.

Leszek Latacz

Szergotyty są największą grupą meterytów marsjańskich.Ich skład mineralogiczny(klinopiroksen(pigeonit, augit) , ortopiroksen, plagioklaz (maskelinit)i oliwin z dodatkiem minerałów akcesorycznych: tlenków Fe i Ti, siarczków oraz fosforanów) jest podobny w składzie do ziemskich maficznych (bazaltowych i oliwinowych szergotytów) lub ultramaficznych (lherzolitowy szergotyt) skał, ale są one często bogatsze w minerały rudne niż ich ziemskie odpowiedniki. W tym badaniu poddano analizie dwie próbki marsjańskich meterytów: NWA 5219 i NWA 13367, obie znalezione na obszarze północnej Afryki. Obie próbki w składzie mineralogicznym wykazują zawartość około 50% oliwinów, 40% piroksenów (wapniowych i wzbogaconych w żelazopigeonitów) i od 5 do 10% maskelinitu(minerał o szklistej strukturze). Na postawie tego składu zaklasyfikowano je jako marsjańskie odpowiedniki ziemskich perydotów z cechami struktury poikilitowej i intensywnymi spękaniami wynikającymi zsiły impaktu i wieku próbekW badaniu wykorzystano obrazowanie metodą tomografii komputerowej (CT) oraz przy użyciu mikroskopu optycznego. Próbki zeskanowano za pomocą mikrotomografu przemysłowego Nikon Metrology XTH 225 ST, wyposażonego w źródło rentgenowskie mikrofokus typu odbiciowego o minimalnej średnicy plamki (focal spot) 3 μm oraz detektor o wielkości aktywnego obszaru 43 x 43 cm i wielkości piksela 150 μm. Zastosowano napięcie źródła 160 kV i moc 10 W. Podczas obrotu próbek o 360° rejestrowano serię 2860 projekcji 2D. Modele 3D zrekonstruowano z projekcji za pomocą oprogramowania Nikon CT Reconstruction Software. Próbkę NWA 13367 zeskanowano nie w całości, lecz w wybranym obszarze i uzyskano wielkość woksela 7 μm. Próbka NWA 5219została zeskanowana dwukrotnie: w całości z wielkością woksela 10 μm i w wybranym obszarze z wielkością woksela 3 μm. Uzyskane modele 3Dwizualizowano i analizowano w postaci przekrojów i widoków 3D za pomocą oprogramowania Volume Graphics VGSTUDIO MAX.Skany wysokorozdzielcze wykonane przy użyciu tomografii komputerowej umożliwiły stworzenie trójwymiarowej mapywystąpień minerałów nieprzezroczystych. Na ich podstawie oraz wykorzystując dane zgromadzone przez oprogramowanie określono zawartość minerałów nieprzezroczystych w próbce NWA 5219na 0.68%.oraz na 0.53% w próbceNWA 13367. Obserwacje mikroskopowe wykazały, żewiększość minerałów nieprzezroczystych w próbkach stanowią tlenkiFe i Ti.Procentowa zawartość siarczków w obrębie minerałów nieprzezroczystych wynosi około 35% w szergotycie NWA 5219 oraz 20% w szergotycie NWA 13367.Procentowa zawartość tlenków w obrębie minerałów nieprzezroczytychi wynosi 65% i80% odpowiednio w próbkach NWA 5219 i NWA 13367. Oszacowano, że stosunek zawartości tlenków i siarczków w obrębieminerałów nieprzezroczystych wynosiśrednio 7:3.

Paweł Mazurek

Sensacyjne odkrycie zespołu JohnaTarduno z Uniwersytetu w Rochester w Stanach Zjednoczonychobalające istnienie pola magnetycznego Księżycazmieniło współczesne rozumienie geologicznej historii Księżyca.Zbadanew latach 80. skały księżycowe przywiezione przez astronautów z programu Apollo mogłysugerować, że Księżyc posiadał kiedyś pole magnetyczne zbliżone siłą do ziemskiego.Naukowcy zgodnie twierdzą, że istnienie wówczas silnego pola magnetycznego to wynik uderzenia meteorytów mającego miejsce ok. 2 mln lat temu. Uderzenie to namagnesowało pobliskie skały. Niniejszy artykuł prezentuje potencjał badawczy obecnie stosowanych pasywnych metodmagnetycznych w poszukiwaniu złóż rud cennych kruszcówna Księżycu. Pomiary wykonano magnetometrem MFAM firmy Geometrics (USA) wykorzystującym technologię magnetycznego pompowania. Badania przeprowadzono dla chalkopirytu ze złoża impaktytowego w Sudbury (Kanada). Złoże to, podobnie jak na Księżycu, powstało na skutek uderzenia meteorytu i jest jedynym takim złożem na świecie. Analizę własności magnetycznych odniesiono do innych cennych kruszców Kanady takich jak: kobaltyn z erytrynem oraz wstęgowych rud żelaza BIF (Banded Iron Formation) a także złoża ołowiu w postaci galeny z okolic Olkusza.

Raphaël Cheberier

During the IAC held in Washington DC in Oct. 2019, Arianespace announced “The Moon Multi–Launch Service” opportunity with Ariane6to address the growing lunar market. An Ariane 6 will be launched from the European Guyana Space Center to aLunar Transfer Orbit (LTO) in 2024. Up to more than 7,000 kg of lunar landers and/or orbiters will be aggregated on an Ariane 6 “Multi–Launch Service” Carrying System, currently in development,in a full Rideshare configuration, thanks to the high volume and high lift capability of the LaunchVehicle. This100% rideshare approach will allow to bypass pairing constraints specific to lunar missions (constraints on launch date/time/window)and give passengersfull agility to achieve their goalswhile reducing launch costs.

Tadeusz A. Przylibski

Konrad Blutstein

Katarzyna Łuszczek

Autorzy przeanalizowali możliwość wykonania bezpośrednich analiz fizyko–chemicznych, mineralogicznych i petrologicznych oraz złożowych skał budujących jedynego naturalnego satelitę Ziemi. W wyniku przeprowadzonych prac stwierdzono, że mimo ogromnego postępu technicznego i technologicznego nadal najbardziej obfitym źródłem materii Księżyca dostępnej do badań są meteoryty księżycowe. W ostatnich latach, dzięki zorganizowanym poszukiwaniom na zimnych i gorących obszarach pustynnych naszej planety ilość materii księżycowej dostępnej do badań w ziemskich laboratoriach znacząco się powiększyła.Z punktu widzenia mineralogii i petrologii skały Księżyca są mało zróżnicowane. Powstanie naszego satelity wiązane z kataklizmem zderzenia młodej Ziemi z inną planetą wielkości Marsa w początkach formowania się Układu Słonecznego, którą nazwano Theia, spowodowało utratę większości lotnych pierwiastków i uformowanie się Księżyca zmaterii zbliżonej formą i składem do górnej części płaszcza Ziemi. Brak aktywności geologicznej Księżyca po jego utworzeniu się i kształtowanie powierzchni przede wszystkim zderzeniami z meteorytami o różnej wielkości nie sprzyjało dyferencjacji materii, która w skorupie ziemskiej doprowadziła do powstania złóż różnych substancji mineralnych. Dlatego też poza surowcami skalnymi trudno jest spodziewać się występowania na Księżycu bogatych złóż metali i surowców chemicznych. Stosunkowo duża zawartość ilmenitu(FeTiO3) jako minerału akcesorycznego w bazaltach mórz księżycowych na razie nie uzasadnia myślenia o nich w kategoriach złożowych rud tytanu. Podobnie występowaniamagmowych skał zasadowych typu norytów (KREEP –zasobnych w potas, pierwiastki ziem rzadkich i fosfor) nie można na razie rozpatrywać w aspektach złożowych. Zwiększona koncentracja tych pierwiastków związana jest bowiem z obecnością akcesorycznych minerałów z klasy fosforanów –apatytów oraz merrillitu (whitlockitu). Natomiast złożowe koncentracje surowców energetycznych i nielicznych chemicznych(?) mogą występować w strefach, które przechodziły procesy umożliwiające segregację i koncentrację wybranych składników chemicznych. Dlatego głównym przedmiotem zainteresowania w kontekście złóż księżycowych jest występowanie regolitu, a w szczególności zawartego w nim lodu wodnego i izotopu He–3.