Der Mondschuss von Maschinenbaustudenten bringt sie ins NASA-Finale

Der Mondschuss von Maschinenbaustudenten bringt sie ins NASA-Finale
Der Mondschuss von Maschinenbaustudenten bringt sie ins NASA-Finale
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Eine Raumsonde auf dem Mond zu landen ist selbst für die NASA keine leichte Aufgabe. Im Laufe der Milliarden von Jahren seit seiner Entstehung hat sich die Oberfläche des Mondes zu einem sandigen Durcheinander aus Mineralfragmenten reduziert, die als Mondregolith bekannt sind. Dabei handelt es sich um feine Partikel, die Kameras, Rover und sogar umlaufende Fahrzeuge beschädigen können, sobald sie von der feurigen Wolke eines Mondes aufgewirbelt werden absteigende Rakete.

Als die NASA mit der Artemis-Kampagne zur Errichtung einer permanenten Mondbasis begann, beauftragte sie die Entwicklung von Lösungen zur Bewältigung des Mondregoliths mit der Auslagerung und bat College-Studenten aus dem ganzen Land, ihre besten Ideen im Rahmen der Human Lander Challenge zu teilen. Eine Gruppe von Maschinenbau-Absolventen des College of New Jersey nahm den Anruf entgegen.

Mit ihrem unkomplizierten Design, bekannt als TCNJ Adaptable Regolith Retention Platform oder TARRP, wurde das fünfköpfige Team neben leistungsstarken Ingenieurschulen wie der University of Michigan, der Colorado School of Mines, der Texas A&M University und anderen als einer von zwölf Finalisten ausgewählt Embry-Riddle Aeronautical University. Im Juni werden die Teammitglieder zum Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, reisen, um die Ergebnisse ihrer Forschung und ihres Designs einem Gremium aus NASA- und Branchenexperten vorzustellen und so einen der drei besten Plätze des Wettbewerbs zu gewinnen und zu teilen ein Preisgeld von 18.000 US-Dollar.

„Die Lektion, die wir als Gruppe gelernt haben, ist, das eigene Potenzial nicht zu unterschätzen“, sagte der Berater des Teams. Mohammed AlabsiAssistenzprofessor für Ingenieurwissenschaften.

Während viele ihrer Konkurrenten ihre Arbeit mit großzügigen Ressourcen in fortschrittlichen Labors durchführen könnten, besteht das TCNJ-Team aus Co-Leitern Christian Katsikis Und Aidan Wieheneben John Hardie, Harry BrierUnd Matt Walsh – mussten das Beste aus dem machen, was ihnen zur Verfügung stand. Mit einem Budget von rund 7.000 US-Dollar, davon etwa 5.000 US-Dollar vom College und 2.000 US-Dollar vom New Jersey Space Grant Consortium, entschieden sie sich für ein scheinbar einfaches Design, das die Gutachter der NASA dennoch beeindruckte.

Die TARRP ist eine hitzebeständige Plattform aus massivem Kohlenstoffverbundwerkstoff, die die bis zu 3.000 Grad Kelvin erreichende Wolke einer Rakete absorbieren und ablenken kann, sodass kein Mondregolith gestört wird. Um dies zu testen, baute das Team eine Acryl-Vakuumkammer, die mit simuliertem Regolith gefüllt wurde, um zu beurteilen, was passiert, wenn eine Rakete in der Kammer gezündet und durch das TARRP blockiert wird.

Der einfachste Ansatz zur Bewältigung der Herausforderung bestehe darin, jegliche Interaktion zwischen der Feder und der Oberfläche zu vermeiden, sagte Wiehe. Anstatt zu versuchen, eine langfristige Lösung zu entwerfen, sei das TARRP als vorübergehender Landeplatz für die NASA gedacht, „anstelle von etwas, das mehr Infrastruktur erfordert“, sagte er, was die Entwicklung und Umsetzung des Vorschlags einfacher mache als viele andere Ideen.

„Angesichts unserer Ressourcen war es für uns am sinnvollsten, etwas Mechanisches und relativ Einfaches zu tun“, sagte Katsikis und fügte hinzu, dass die Arbeit mit begrenzten Ressourcen eher eine Stärke als eine Schwäche sei, da sie die Kreativität fördere. Das Team nutzte seine Ausbildung in mechanischem Design, Thermoflüssigkeiten und Kinematik im Laufe monatelanger Forschung und Iteration im Herbst- und Frühlingssemester.

„Obwohl das Design schlicht erscheint, erfüllt es seinen Zweck“, sagte Alabsi. „Wir müssen es nicht zu kompliziert machen. Ingenieure sollen die Dinge einfacher machen.“

Das TARRP-Team hat noch mehrere Wochen Zeit, um sein Design zu testen, bevor es im Juni ein technisches Papier bei der NASA einreicht, gefolgt von einer 25-minütigen Präsentation und einer 20-minütigen Befragung am 26. Juni in Alabama. Anschließend werden die Gewinner bekannt gegeben. Ihr Gerät wiegt mehr als 200 Pfund, daher wird es die Reise nicht mitmachen, aber eine 3D-gedruckte Nachbildung wird ihre Reise wahrscheinlich begleiten.

An einem kürzlichen Frühlingstag lasen die Schüler ihre AeroTech G80-Rakete auf dem Bürgersteig vor der Forcina Hall, um zu bestimmen, wie weit die Rakete bei zukünftigen Tests und Analysen vom Boden der Vakuumkammer entfernt sein sollte. Seine 16-Zoll-Feder übertraf ihre Erwartungen – ein kleiner Hinweis auf die Herausforderung, vor der die NASA steht. „Es waren nur ein paar Sekunden, aber es war wirklich laut“, sagte Wiehe über die Zündung.

Obwohl ihr Vorschlag als Finalist ausgewählt wurde, haben die Studierenden noch viel zu tun. Das Projekt erforderte kontinuierliche Forschung und Kompetenzentwicklung und nähert sich erst jetzt der Demonstrationsphase, die es ihnen ermöglichen wird, endgültige Berechnungen und Schätzungen anzustellen und sie der NASA mitzuteilen. Aber sie haben bereits gezeigt, dass ihre Arbeit mit einigen der klügsten Studenten und angesehensten Institutionen des Landes mithalten kann.


–Ben Seal

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