登上月球是第一部分。永久留在那里是美国宇航局的下一个重大目标 目标以及足球比赛结果行星学院学生开发的创新技术 表面技术开发实验室正在帮助该机构实现这一目标。
该，也称为 HuskyWorks，在 NASA 两项竞赛的最后一轮中获得一席之地： 破冰月球挑战赛和瓦特月球挑战赛。两者都是一部分 该机构的百年挑战，这是一个邀请公共资助团队的计划 开发先进技术和革命性解决方案，进一步推动 NASA 人类在太空建立永久存在的目标。第一名的队伍是 每场比赛赢得 100 万美元，亚军获得 50 万美元。
哈士奇队代表 PSTDL、机械与航空航天工程系、 足球比赛结果在这个国家舞台上包括本科、硕士和博士 学生。他们的领导者是保罗·范苏珊特，助理教授，MTU 机械工程系 Lou 和 Herbert Wacker 教授， 和实验室主任。
PRIMROSE 和 TEMPEST，PSTDL 团队为 Break 开发的技术解决方案 月球上的冰和瓦特分别展示了创新理念和顶尖水平 足球比赛结果学生的工程技能。
认识樱草花
全名：持久风化层原位采矿远程操作露天挖掘机
在 NASA 的破冰月球挑战赛中，参赛者的任务是开发 帮助宇航员挖掘月球冰冷风化层的技术。樱草花号火星车 是密歇根行星表面技术开发实验室提出的解决方案 技术。
长 2 米，宽和高 1.4 米，重 330 公斤， PSTDL 团队设计并开发了具有挖掘硬化能力的 PRIMROSE 月球物质并将其在岩石、尘土飞扬的表面上长距离运输 月球的南极。 PRIMROSE 由宇航员从月球表面控制，使用 改良的链式挖沟机，结合了点攻击镐和桨， 深入硬化的风化层表面。传送带运送挖掘出的 将物料从链式挖沟机输送到流动车的内部储料斗。
打破月球挑战的坚冰
NASA 宣布 MTU PSTDL 成为 Break the Ice 第四届决赛的六支入围队伍之一 最后一轮——第 2 阶段，第 3 级——于 2023 年 12 月进行。学生们和 PRIMROSE 前往 六月前往阿拉巴马州，在主办机构进行为期两天的现场面对面比赛 由 NASA 指定：位于亨茨维尔的阿拉巴马农工农业中心。
PRIMROSE 代表持久风化层原位采矿远程操作露天挖掘机。 在决赛中，哈士奇驾驶火星车通过了 NASA 的一系列试验，包括 室内挖掘部分和室外导航和有效载荷输送部分——两者 时间限制为一小时。
在挖掘部分，PRIMROSE 必须从坑中挖出尽可能多的材料 300 立方英尺的混凝土板。重力卸载起重机支撑了六分之五 月球车在练习过程中的重量，模拟月球重力的减小，以及 该混凝土具有“类似于位于 月球的南极，”根据美国宇航局的说法。在导航和交付部分 决赛中，学生们驾驶PRIMROSE穿过一条300米的曲折高架跑道 “斜坡、巨石、鹅卵石、岩石和砾石”来运送有效负载，然后返回 到起点。
虽然 PRIMROSE 没有获得第一名或第二名，但 NASA 认可了这辆漫游车 作为在挖掘部分表现出色的三个之一 决赛。 NASA 与两个获奖团队一起为 PSTDL 学生提供了机会 使用马歇尔太空飞行中心的热真空室继续 测试和开发。
“我对团队的表现感到非常自豪，”范苏珊特说道。 “团队运作良好 一起在比赛中发挥最佳表现。其中包括旅行、 物流、硬件和软件、控制和 MTU 表示。我们的漫游车， PRIMROSE，在挖掘活动的比赛中按照设计进行表演， 交通事件。我对这个结果非常满意，对每一位学生也很满意 可以为他们的成就感到非常自豪。”
打破僵局始于 2020 年，当时各团队提交了机器人系统的设计方案 可以完成 NASA 的既定任务。首先，机器人需要能够遍历 月球南极——月球最南端的地区，地形不稳定， 包括永远不会受到阳光照射的永久阴影区域。月球南边 极点是美国宇航局计划中的阿尔忒弥斯 III 任务的目标着陆点，该任务将 自 1972 年以来首次将人类送回月球表面。 其次，他们 必须能够深入月球表面挖掘冰冷、尘土飞扬的月球泥土， 或风化层，构成月球表面。最后，他们必须能够运输 将挖掘出的风化层转移到次要地点进行原位资源利用，或 ISRU——利用在其他行星表面发现的资源来制造 外太空的生活更加现实、可持续且负担得起。
凭借 PRIMROSE，PSTDL 团队在 Break the Ice 的前三轮比赛中晋级 的竞争。学生们从最初的流动站设计转向了阶段 1 构建原型，包括技术报告、工程设计、 和测试计划，在第 2 阶段第 1 级。接下来，他们通过以下方式测试了 PRIMROSE 的功能： 在第二阶段第二阶段付诸实践。每个团队进行了为期 15 天的直播 在他们的家乡试验场进行演示试验，NASA Centennial 亲自参观 挑战观察者。
“这批参赛者给我印象最深的是他们与生俱来的能力 每个人都找到独特的方法来解决问题，”Naveen Vetcha 在《Break the Ice的挑战经理。 “每次实地考察都为我们的主题专家提供了 思考这项技术和运营的新方法，其中一些团队扩大了规模 我们对如何弥合这一技术差距的期望。”
陪同 PRIMROSE 前往阿拉巴马州的团队成员包括 Audrey Alexander、Robin Austerberry、 帕克·布拉德肖、马克斯·德克尔、康纳·丁克尔曼、本杰明·恩格尔、卢卡斯·弗兰克、奥斯汀 戈杜、希瑟·戈茨、马塞洛·瓜达尼奥、梅森·克劳斯、麦肯齐·米勒、格雷戈里·雷德隆、 和杰·斯威尼。对第 2 阶段第 3 阶段做出贡献的其他团队成员包括 Leif 克里斯滕森、威廉·詹尼斯、乔治·约翰逊、奥斯汀·麦克唐纳、Kjia Moore、马修 乌吉里、伊利亚·塞拉和沃克·舒曼。
在 Break the Ice 之前的级别和阶段中做出贡献的 MTU 学生是 Dana 布劳斯、威尔·高尔文、特德·格隆达、布莱恩·约翰逊、亨特·麦克吉利夫雷、科林·米勒 乔·普里莫、穆罕默德·塞勒姆和苏哈布·泽克拉姆。
认识暴风雨
全名：持久能量存储和传输的系留机制
NASA 要求瓦茨月球挑战赛的参赛者开发新颖的能源系统 分发、管理和存储，以帮助促进月球和太空探索。 MTU 行星表面技术开发实验室提出了 TEMPEST。
PSTDL 团队设计的 TEMPEST 可以将电力传输到最远三公里的地方 月球的永久阴影区域（PSR），太阳能的使用存在问题。 TEMPEST 使用扁平铝系绳分配电力，并使用锂电池存储电力 磷酸铁电池。 PSTDL 内部开发了电池管理系统， 使团队能够更好地控制外形尺寸、收集的遥测数据和电池 保护决定。
TEMPEST 基于 PSTDL 在 2020 年 NASA BIG Idea Challenge 中的获奖作品： 名为 T-REX 的漫游车铺设轻型超导电缆来提供电力 到月球的 PSR。
瓦特月球挑战
足球比赛结果行星表面技术开发的另一个学生团队 实验室获得了证明其有前途的月球电源管理系统设计的机会 在瓦茨月球挑战赛最后一轮：第二阶段中向 NASA 工程师致辞， 比赛级别为3级。决赛于 7 月在 NASA 格伦研究中心举行 在俄亥俄州克利夫兰。不幸的是，足球比赛结果不得不退出挑战赛 由于技术困难导致他们错过了最后期限，最后一轮。
在格伦研究中心，决赛入围者使用他们的原型相互竞争 该中心的热真空室和模拟月球环境。
真空室模拟了低温和无压力的情况 月球南极的永久阴影区域，使团队能够测试他们的 技术，同时排除和减轻其可能发生的任何问题 未来可能在月球上使用。
PSTDL 于 2023 年 6 月被宣布入围 Watts on the Moon 决赛后，van Susante 表示该团队很高兴有机会向 NASA 展示他们的解决方案 TEMPEST—— 代表持久能量存储和传输的系留机制——可以 做。 “我认为我们有一些非常有前途的东西，”他说。 “我们很想看到 我们设计的技术最终会登上月球，这是一个很好的展示方式 NASA 相信它可以在月球条件下表现良好。”
ISRU 是什么？
就地资源利用（ISRU）是利用在 其他行星的表面。 ISRU 对于 NASA 的努力至关重要 人类在太空中的长期存在。发射食品、燃料和其他物资 地球将非常昂贵。通过练习 ISRU 并利用他们所学到的 宇航员可以在月球、火星或太阳系的其他地方使用 将能够使外太空的生活更加现实、可持续且负担得起。
“我们的目标是提供解决方案，使月球生活成为现实，并打破 冰直接为这一使命做出了贡献，”百年挑战的丹尼斯莫里斯说 项目经理，在 NASA 新闻稿中。 “在人类之前挖掘月球风化层 到达月球将使我们能够在这些材料到达月球之前找到它们的用途——如果 我们可以用风化层建造月球栖息地或为宇航员提取水 喝酒，这意味着我们的车辆重量会减少，工作人员的工作量也会减少。”
虽然PSTDL团队没有参加决赛，但团队成员仍然计划 在足球比赛结果自己的真空室中演示 TEMPEST 的功能 2024 年秋季学期。
为了在月球上长期生活和工作，宇航员需要 很多东西——几乎所有这些都需要电力。但由于月亮的形状 绕地球运行，提供电力比仅仅安装一些太阳能电池更棘手 面板。农历之夜几乎持续两周，伴随着长时间的极度黑暗 和寒冷的温度，月球的一些区域被永久遮蔽。帮助 为了解决此类问题，NASA 于 2020 年开始的瓦特月球挑战赛要求各团队 来自全国各地的设计新技术用于存储、分配和 管理整个农历昼/夜周期使用的能源。
PSTDL 团队通过他们的参与开始探索月球电源管理 在 2020 年 NASA BIG Idea Challenge 中，他们设计了一个系留漫游车系统 导航不确定的地形并通过超导电缆输送电力。之后 在那次比赛中赢得了阿耳忒弥斯奖，他们增强了设计，融入了 连接电力基础设施的电源管理系统和电池存储中心 使用流动站和电子设备更新设计的元素。
他们在足球比赛结果的 Dusty Thermal Vacuum 中测试了 TEMPEST 的各种功能 室——PSTDL 的核心特征。腔室可达到低温 -196摄氏度、150摄氏度高温、真空 10E-6 托。它还可以容纳 3,000 磅的月球风化层模拟物。
Watts on the Moon 团队负责人 Travis Wavrunek，机械工程博士生 足球比赛结果表示，PSTDL 团队的动力不仅仅是为了实现 人类在月球上的存在。他们也想为地球带来改变。
“我们将太空视为一个可以帮助离家更近的人们进行研究的领域，” 瓦夫鲁内克说。 “我们为太空开发的许多月球技术都具有巨大的潜力 对地球的影响。例如，电池科学和热管理问题解决 我们为“瓦特月球挑战”所做的努力对于电动汽车等项目来说意义重大。 能源储存和传输对于摆脱煤电很重要 并向可再生能源过渡。”
Wavrunek 表示团队上一轮挑战的最大障碍是 Phase 2，第 2 级，时间线很短。 “及时订购所有零件， 所有设计工作都在二月截止日期之前完成——时间非常短 让我们能够完成所有这些工作，特别是因为我们团队中的每个人都是学生，” 瓦夫鲁内克说道。 “每个人都在上课。每个人都在考试。我们有休息时间 在学年中，每个人都会回家一段时间。即使我们有另一个 四个月，这将是一个很短的时间表，特别是考虑到一些长期的 零件的交货时间和我们遇到的供应链问题。但我们一起努力过 并按时完成一切。我真的为这个团队感到自豪。”
得知团队晋级到 3 级后，范苏珊特也表达了同样的观点。 “该团队做了令人惊叹的工作，”他说。 “我对他们所拥有的一切都无法高度评价 完成了。”
与 Wavrunek 一起为第 2 阶段第 2 级比赛做出贡献的团队成员 包括 Parker Bradshaw、Nate Bruursema、Chuck Carey、Isaac Couling、Austen Goddu、 马塞洛·瓜达尼奥、布莱恩·约翰逊、奥斯汀·麦克唐纳、亨特·麦克吉利夫雷、科林·米勒、 埃里克·范·霍恩和苏哈布·泽克拉姆。在《Watts on the Moon》第 2 阶段第 3 级结局中， Bradshaw、Bruursema、Carey、Couling、Goddu、Guadagno、McDonald 和 Wavrunek 是 奥黛丽·亚历山大 (Audrey Alexander)、卡莱布·比格姆 (Caleb Bigham)、卢卡斯·弗兰克 (Lucas Frank) 和研究工程师乔治 (George) 也加入其中 约翰逊。
在《Watts on the Moon》之前的关卡和阶段中做出贡献的其他哈士奇包括 Sean Bennink、Kyle Bruursema、Will Jenness、Nick McKenzie、Matthey Sietsema 和研究 工程师 Ben Wiegand 以及许多其他人。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
