Effekt av is i måneregolittsimulanter
Hovedmålet med denne masteroppgaven er å bestemme effekten av innholdet av is på styrke og stivhetsegenskapene til jord på månen.
Menneskelig utvikling på overflaten av månen avhenger av vår evne til å utvinne isvann fra månens næroverflate. Vann er kritisk ikke bare for å opprettholde liv, men også for å produsere rakettdrivstoff og bistå i byggeprosesser.
Nylig ble det oppdaget at isvann, opptil 30% (masseprosent) er til stede i noen permanent skyggelagte krater innenfor månens polare regioner. Disse områdene bringer dermed spennende mål for In Situ Resource Utilization (ISRU).
Sammensetningen av regolitt med is og mengden tilgjengelig mengde is (nøkkelparametere for å fastslå ressurspotensialet og designe utgravingsverktøy) er per i dag uklar.
Mens forberedelsene for nye oppdrag til månen begynner (f.eks. ESA's EL3 og NASA's Artemis), og med ISRU og romturisme er forventet å følge, øker behovet for å forstå og kartlegge egenskapene og mengden av regolitt med is på månens overflate.
Oppgaven
Dette prosjektet har som mål å bestemme de geomekaniske og geofysiske egenskapene til måneregolittsimulanter med is.
Studenten vil bidra med å utføre geofysiske og geotekniske laboratorieforsøk ved negative temperaturer og jobbe med prøver med stor variasjon i egenskaper, som regolitttype, isinnhold, relativ lagrigsfasthet og partikkelstruktur.
Som en del av denne studien vil det også utføres 3D CT-skanning, samt post-prosessering av resultater. Et sentralt forskningsmål er å bestemme hovedparameterne som kontrollerer styrken til regolitten med is.
I løpet av dette prosjektet vil studenten lære å:
- utføre geotekniske laboratorieforsøk, inkludert kvalitetskontroll og kvantifisering av usikkerhet; potensielt også modifisere testutstyr
- prosessere og tolke geotekniske og geofysiske laboratorieforsøk
- samle 3D mikro-CT skanningsdata og utføre 3D bildeanalyse
- syntetisere resultater fra vitenskapelig litteratur
- effektivt kommunisere geotekniske testresultater i visuelle, skriftlige og muntlige former
- karakterisere og kvantifisere frossen jord
- arbeide innenfor et tverrfaglig og internasjonalt team
Primære forskningsspørsmål
- Hvordan oppfører måneregolittsimulanter seg under ulik konsentrasjon av isvann?
- Hva er hovedforskjellene i de geotekniske og geofysiske egenskapene til frosne måneregolittsimulantene?
- Hva er effekten av is form-distribusjon på de geotekniske og geofysiske egenskapene?
