우주선의 공학 샘플 컬렉션 볼라쿠이 리치 Bodies

Volatile-Rich Bodies의 샘플 컬렉션을위한 우주선 공학

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휘발성-Rich 환경의 독특한 도전

휘발성 부유한 몸은 거의 다른 곳에서 발견된 극단적인 조건의 조합을 선물합니다: microgravity, 가혹한 찬, 강직한 대기권 또는 exospheres, 및 등반 얼음에서 덮을 수 있는 표면. 엔지니어는 뿐만 아니라 살아남고 운영하기 위하여 뿐만 아니라 그들의 휘발성 내용 바꾸기 없이 심리적인 표본을 모으는 우주선을 디자인해야 합니다.

낮은 중력 가동 및 닻

혜성 및 작은 icy 달은 매우 낮은 표면 중력 - 지구의 몇 %를 보유. 더 큰 신체에 맞게 설계된 표준 착륙 다리 또는 로봇 팔은 작동하지 않을 수 있습니다; 우주선은 떨어져 떨어질 수 있습니다 또는 무서운. 솔루션은 harpoon-like 앵커, 아이스 나사 및 활성화 된 스러너와 부드러운 착륙선을 포함하여 접촉을 유지합니다. ESA의 Philae 착륙선은 Comet 67P / Churyumov–Gerasimenko는 LT를 사용하지만, 짧게 갖는 것은 우주선을 탐험하는 것입니다.[1]

온도 극 및 열 제어

휘발성 부유한 몸은 그림자 모양의 지구 또는 큰 중심 거리에서 –200°C (73 K)로 찬 일 수 있습니다. 동시에, 몇몇 comests 경험은 태양에 접근하는 것과 같이 급속하게 데우는. 열 통제 subsystems는 과민한 전자공학과 계기를 보호해야 하고, 또한 수집한 표본의 휘발성 내용을 보존하는 동안. 다중층 절연제, radioisotope 히이터 단위 (RHUs) 및 단계 변화 물자는 일반적입니다. 표본 수집을 위해, 취득은, 온도는 온도를 초과하는 것을 막습니다: [F]를 가진 열 절연제를 위한 열 절연제: 열 절연제의 열 절연제를 위한 열 절연제: [F]를 가진 열 절연제를 막으십시오.

오염 및 행성 보호

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샘플링 기술: 터치 앤 고에서 딥 드릴링

샘플링 방법 선택은 신체의 표면 특성과 과학 목적에 따라 달라집니다. 느슨한 regolith의 표면 수집은 상대적으로 직행이지만 subsurface 얼음 또는 유기 풍부한 재료가 더 침략적인 도구가 필요합니다.

표면 스탬핑과 스탬프와 팔

, 로봇의 스크랩 및 그리퍼는 먼지 또는 과립상 표면을 가진 몸을 위해 물자를 직접 모으는 수 있습니다. Stardust 우주선은 6.1 km/s에 플라이비 도중 아에로젤의 패들 같이 수집가를 이용했습니다. 작은 입자를 위해 효과적인 동안, 그런 방법은 decomposition 없이 휘발성 얼음을 모으기를 위해 더 적은 적응됩니다. 현대 디자인은 OSIRIS-REx]를 통합했습니다 (-표면을 가진) 가스 수집하는 것은 (-표면을 가진) 가스를 붙잡는 질소를 붙잡는 가스를 붙입니다.

Subsurface Access의 드릴 및 코어

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터치 앤 고 휘발성 샘플링

휘발성 부유한 몸을 위한 promising 접근은 cryogenic 수집과 결합된 접촉 그리고 이동 (TAG) 표본 추출입니다. 우주선은 표면 접근하고, sampling 경적 또는 팔을 확장하고, 투사성 불거나 약간 초만에 물자로 붙잡기 위하여 압축 공기를 넣은 체계를 이용합니다. 이것은 열 방해를 극소화하고 우주선 오염의 위험을 감소시킵니다. JAXA의 Hayab2는 류마티스를 위한 변형을 이용하고 있습니다 (Esule): 류마티스 (C)를 위한 류마티스 (C)를 위한 류마티스 (C)를 위한 류마티스 (C)를 위한 변화합니다.

샘플 보류 및 반환

수집되면 휘발성 풍부한 샘플은 지구 실험실에 도달 할 때까지 감기와 밀봉해야합니다. 우주선의 따뜻하거나 지구의 대기에 대한 간략한 노출은 승화, 화학적 변화 또는 오염을 일으킬 것입니다.

Cryogenic 콘테이너

특수 샘플 반환 용기는 수동 울고 냉각기, 증기 냉각 방패 또는 심지어 작은 활성 cryocoolers를 사용하여 온도를 유지하도록 개발되고있다. 하나의 개념은 [[FLT : 0]]cryo-vial[[FLT : 1]]을 사용하여 우주선에서 분리 될 수있는 진공 절연 하우징 내에서 우주선과 지구 상류 캡슐 내부 배치 할 수 있습니다. 잠재적 인 Enceladus Plume 샘플과 같은 임무를 위해, 200°C의 전체 절연재를 사용하여 전체를 충족해야합니다.

캡슐에 있는 오염 통제

샘플 캡슐은 가스 또는 입자의 교환을 방지하기 위해 신비하게 밀봉되어야한다. 캡슐 재입원 후, 그것은 신속하게 극저온 장갑 상자를 가진 청정실로 옮겨집니다. Stardust 표본 반환 캡슐은 낙농장 먼지의 성공적인 밀봉을 입증했지만, aerogel 수집가는 휘발성 부유한 몸을 위해 디자인되지 않았습니다. 휘발성 부유한 몸을 위한 미래 임무는 금속을 사용하고 가스를 가진 비난성 가스를 가진 비난성 가스를 가진 비난성 가스를 가진 비난성 가스를 가진 비난성 가스를 가진 비난성 가스를 가진 어떤 방사성 가스를 막을 수 있습니다.

In-Situ 분석에서 Complement로

샘플 반환은 비싸고 기술적으로 까다로운, 많은 임무는 대량 분광계, 가스 크로마토그래프 및 다른 악기를 포함 하 여 situ에서 화산을 분석. 이것은 즉각적인 데이터를 제공하고 샘플 수집 절차를 검증 하는 데 도움이. Rosetta 궤도의] ROSINA 악기는 코의 휘발성 구성을 직접 측정, Philae 착륙자의 Ptolemy 및 COSAC는 이러한 분석에 대 한 결과.

Volatile-Rich 샘플 컬렉션의 미래 방향

몇 가지 다가오는 임무는 이러한 엔지니어링 원칙을 적용하고 발전시키는 것을 목표로합니다.

혜성 혜성

ESA의 Comet Interceptor (2029)는 Oort Cloud에서 동적 새로운 혜성을 방문 할 것입니다. 그것은 낙하를 지나서 비행하는 두 하위 우주선을 배치하고 충격 기반 수집기를 사용하여 먼지와 가스 샘플을 수집합니다. 지구에 샘플을 반환하지 않지만, 그것은 미래의 샘플 반환과 관련된 급속한 비행 컬렉션 및 보존 기술을 테스트 할 것입니다.

Enceladus와 Europa 배관 샘플링

토성의 달에 은은은 수증기와 유기 입자를 울고 볼 수 있는 매화기를 방출합니다. NASA의 Enceladus Orbilander 개념은 달을 궤도를 놓고 매화 물질을 수집하기 위해 착륙합니다. 이러한 임무는 휘발성 유기 및 아미노산을 포획하거나 승화시키지 않고 매우 민감한 샘플 취급을 요구할 것입니다. 전기 분야 또는 끈적한 표면을 사용하여 활성 컬렉션은 즉시 밀봉되어 있습니다.

서브아이스 오션 Access

장기 개념은 액체 물 바다에 도달하기 위해 유로파의 아이스 크루즈 - 킬로미터 - 간격을 통해 드릴링을 감독. 지금까지 현재 기능을 넘어, 뜨거운 팁 드릴, 핵 전원을 공급하는 용융 프로브, 그리고 자율 샘플의 회복은 계속. 예비 샘플 컬렉션에서 배운 교훈은 직접 이러한 야심한 노력에 대해 알려줍니다.