Cis-Lunar Base Camp

Historically, when mounting expeditions into uncharted territories, explorers have established strategically positioned base camps to pre-position required equipment and consumables. These base camps are secure, safe positions from which expeditions can depart when conditions are favorable, at which technology and operations can be tested and validated, and facilitate timely access to more robust facilities in the event of an emergency. For human exploration missions into deep space, cis-lunar space is well suited to serve as such a base camp. The outer regions of cis-lunar space, such as the Earth-Moon Lagrange points, lie near the edge of Earth s gravity well, allowing equipment and consumables to be aggregated with easy access to deep space and to the lunar surface, as well as more distant destinations, such as near-Earth Asteroids (NEAs) and Mars and its moons. Several approaches to utilizing a cis-lunar base camp for sustainable human exploration, as well as some possible future applications are identified. The primary objective of the analysis presented in this paper is to identify options, show the macro trends, and provide information that can be used as a basis for more detailed mission development. Compared within are the high-level performance and cost of 15 preliminary cis-lunar exploration campaigns that establish the capability to conduct crewed missions of up to one year in duration, and then aggregate mass in cis-lunar space to facilitate an expedition from Cis-Lunar Base Camp. Launch vehicles, chemical propulsion stages, and electric propulsion stages are discussed and parametric sizing values are used to create architectures of in-space transportation elements that extend the existing in-space supply chain to cis-lunar space. The transportation options to cis-lunar space assessed vary in efficiency by almost 50%; from 0.16 to 0.68 kg of cargo in cis-lunar space for every kilogram of mass in Low Earth Orbit (LEO). For the 15 cases, 5-year campaign costs vary by only 15% from 0.36 to 0.51 on a normalized scale across all campaigns. Thus the development and first flight costs of assessed transportation options are similar. However, the cost of those options per flight beyond the initial operational capability varies by 70% from 0.3 to 1.0 on a normalized scale. The 10-year campaigns assessed begin to show the effect of this large range of cost beyond initial operational capability as they vary approximately 25% with values from 0.75 to 1.0 on the normalized campaign scale. Therefore, it is important to understand both the cost of implementation and first use as well as long term utilization. Finally, minimizing long term recurring costs is critical to the affordability of future human space exploration missions. Finally minimizing long term recurring costs is critical to the affordability of future human space exploration missions

Solving the TTC 2011 Reengineering Case with VIATRA2

The current paper presents a solution of the Program Understanding: A Reengineering Case for the Transformation Tool Contest using the VIATRA2 model transformation tool.Comment: In Proceedings TTC 2011, arXiv:1111.440

Attitude Control and Stabilization of Spacecraft with a Captured Asteroid

National Aeronautics and Space Administration's Asteroid Redirect Mission (ARM) aims to capture a Near Earth Orbit (NEO) asteroid or a piece of a large asteroid and transport it to the Earth{Moon system. In this paper, we provide a detailed analysis of one of the main control challenges for the first ARM mission concept, namely despinning and three-axis stabilizing the asteroid and spacecraft combination after the ARM spacecraft captures the tumbling NEO asteroid. We first show that control laws, which explicitly use the dynamics of the system in their control law equation, encounter a fundamental limitation due to modeling uncertainties. We show that in the presence of large modeling uncertainties, the resultant disturbance torque for such control laws may well exceed the maximum control torque of the conceptual ARM spacecraft. We then numerically compare the performance of three viable control laws: the robust nonlinear tracking control law, the adaptive nonlinear tracking control law, and the simple derivative plus proportional-derivative linear control strategy. We conclude that under very small mod- eling uncertainties, which can be achieved using online system identification, the robust nonlinear tracking control law guarantees exponential convergence to the fuel-optimal reference trajectory and hence consumes the least fuel. On the other hand, in the presence of large modeling uncertainties, measurement errors, and actuator saturations, the best strategy for stabilizing the asteroid and spacecraft combination is to first despin the system using a derivative (rate damping) linear control law and then stabilize the system in the desired orientation using the simple proportional-derivative linear control law. More-over, the fuel consumed by the conceptual ARM spacecraft using these control strategies is upper bounded by 300 kg for the nominal range of NEO asteroid parameters. We conclude this paper with specific design guidelines for the ARM spacecraft for efficiently stabilizing the tumbling NEO asteroid and spacecraft combination

National records of 3000 European bee and hoverfly species: A contribution to pollinator conservation

Pollinators play a crucial role in ecosystems globally, ensuring the seed production of most flowering plants. They are threatened by global changes and knowledge of their distribution at the national and continental levels is needed to implement efficient conservation actions, but this knowledge is still fragmented and/or difficult to access. As a step forward, we provide an updated list of around 3000 European bee and hoverfly species, reflecting their current distributional status at the national level (in the form of present, absent, regionally extinct, possibly extinct or non-native). This work was attainable by incorporating both published and unpublished data, as well as knowledge from a large set of taxonomists and ecologists in both groups. After providing the first National species lists for bees and hoverflies for many countries, we examine the current distributional patterns of these species and designate the countries with highest levels of species richness. We also show that many species are recorded in a single European country, highlighting the importance of articulating European and national conservation strategies. Finally, we discuss how the data provided here can be combined with future trait and Red List data to implement research that will further advance pollinator conservation

REDEFINING THE MECHANISM AND SPECIFICITY OF INFLAMMASOME REGULATION BY POPS

Inflammasomes are an innate immune surveillance system that monitors host cells for both pathogen invasion and cell damage. Upon activation, inflammasomes enter an all-or-nothing signaling cascade that culminates in the activation of Caspase-1, pyroptotic cell death and the release of Interleukin-1β and Interleukin-18, thus priming the adaptive immune system to respond to the detected crisis. The following document will focus on a set of inflammasome regulators known as Pyrin-Only Proteins (POPs) which work to prevent runaway AIM2/ASC inflammasome activation. There are three known POPs: POP1, POP2 and POP3, each with a unique function and ability to regulate different components of the inflammasome. I used several orthogonal assays to determine the behavior of the POPs on their own and in respect to the inflammasome including FRET assays to measure filamentation of PYDs, Electron microscopy to observe the POPs alone and in concert with other PYDs, fluorescence microscopy to observe the effect of POPs on filament formation in solution and cell based imaging experiments to observe the POPs effects on inflammasomes in cultured cells. Based on my results I was able to confirm my hypothesis that POP1 functions as a regulator of inflammasomes upstream of the ASC adaptor protein, POP2 is a regulator of ASC itself, and POP3 has the broadest activity as a pan inflammasome regulator

Distribution of onternal load in the double-row ball bearing slewing rings

W pracy przedstawiono numeryczną metodę wyznaczania rozkładu obciążenia wewnętrznego w rzędach obliczeniowych łożyska, a także dystrybucji sił w śrubach mocujących łożysko do struktur zabudowy. W rozważaniach uwzględniono różne podatności dźwigara pierścieniowego otwartego z lokalnymi usztywnieniami wynikającymi z jego posadowienia na wiotkich konstrukcjach wsporczych.The article describes the numerical method to define distribution of internal bearing load. It also presents forces distribution of the bolts used to mount the bearing to support components. In this solution various flexibility of the open ring girder with local stiffening which result from its fixing on flexible support structure were taken into consideration

The damage of the races of large bearings

W artykule przedstawiono niektóre postacie uszkodzeń bieżni łożysk wieńcowych i wskazano ich przyczyny. Szczególną uwagę zwrócono na bieżnie łożysk kulkowych jednorzędowych o styku czteropunktowym. Analizie poddano zmiany kąta działania w łożysku kulkowym, uwzględniając podatność pierścieni łożyskowych na zginanie i skręcanie. Badania symulacyjne przeprowadzono, stosując metodę elementów skończonych. Otrzymano identyfikację zmian kąta działania poszczególnych kulek wzdłuż obwodu bieżni i jednocześnie rozkład obciążenia przypadającego na poszczególne kulki. Uwzględniono graniczne obciążenia siłą osiową i momentem wywrotnym. Wykazano, że kąty działania niektórych elementów tocznych znacznie się zwiększają. Może to spowodować zniszczenie bieżni poprzez rozwalcowanie krawędzi pierścienia łożyska. Zaproponowano sposoby uniknięcia przedwczesnych uszkodzeń bieżni już na etapie projektowania i doboru łożysk wieńcowych.In this paper, some form of large bearing race damages and their causes are presented. Particular attention was paid to the single row four-point contact ball bearing races. The variations of the contact angle of the ball bearing are analysed, taking into consideration susceptibility to bending and twisting of bearing races. Simulation research was carried out using the finite element method. The identification of the contact angle of each individual ball was obtained. Limited load from axial force and overturning moment was considered. The results indicate that the contact angle of some rolling elements augment significantly. It may cause the ruin of the race through the rolling of bearing ring edges. Ways are proposed to avoid premature race damages through design and bearing selection

Obecność bakterii lekoopornych w glebach nawożonych osadami ściekowymi

Oczyszczaniu ścieków zawsze towarzyszy wydzielanie osadów ściekowych. Jedną z metod utylizacji, wykorzystującą własności nawozowe osadów jest ich przyrodnicze m.in. rolnicze użytkowanie (jeśli tylko spełniają dopuszczalne normy). Wraz z wprowadzanymi osadami do gleb mogą się też przemieszczać metale ciężkie, mikroorganizmy patogenne, powodując skażenie podłoży i pogorszenie się warunków rozwojowych dla organizmów autochtonicznych. Szczególne niebezpieczeństwo związane jest z występowaniem w osadach ściekowych drobnoustrojów lekoopornych. Problematyka ta nie jest jeszcze szczegółowo zbadana. Celem badań autorek pracy było określenie zmian jakościowych i ilościowych drobnoustrojów lekoopornych w glebie piaszczystej nawożonej wybranymi osadami ściekowymi i obornikiem. Badania prowadzono w warunkach doświadczenia polowego. Zastosowano następujące dawki nawozów organicznych: 0, 10, 20, 30 i 40 Mg ha-1. Do zdegradowanej piaszczystej gleby wprowadzono osady po różnych procesach suszenia (naturalnie i solarnie). Badano wpływ metod suszenia osadów ściekowych na obecność mikroorganizmów lekoopornych w nawożonej nimi glebie. Porównywano również ilość bakterii lekoopornych po zastosowaniu osadów i obornika. Badania prowadzono przez jeden sezon wegetacyjny

Ultradźwięki i ozon w usuwaniu substancji humusowych z wody

Humic substances (HS) exist in the water-soil medium. HS are a basic component of soil humus and have great importance for conditioning, stabilizing and correcting the structure of soils. They penetrate also into natural waters, in composition of which they present 60÷80% total organic matter. HS due to their sorption ability of numerous harmful organic pollutants produced by human and their ability of forming complexes with heavy metals, should be removed from water during its treatment. Also, HS are known to form trihalomethanes (THM) upon final chlorination. HS-containing water is indirectly defined by sanitary norm as nonpotable. The combination of ultrasound (24 kHz) and ozone US/O3 for removal of HS from water was studied. Due to the application of US/O3 process the decrease of researched parameter was observed. With the reference to the obtained results it is possible to conclude that the US/O3 combined process was more effective in degrading HS than each process separately (synergetic effect). The most favourable reduction of the content of HA compounds was observed for higher intensities of the ultrasonic field.Substancje humusowe (SH) występują w środowisku wodno-gruntowym. SH, będąc podstawowym składnikiem humusu glebowego, odgrywają ważną rolę w glebie; kondycjonują, stabilizują i poprawiają jej strukturę. SH przenikają również do wód naturalnych, w których składzie stanowią 60÷80% całkowitej naturalnej materii organicznej. SH ze względu na swoją zdolność sorpcyjną wielu uciążliwych zanieczyszczeń organicznych antropogenicznych, jak również zdolność do tworzenia kompleksów z metalami ciężkimi muszą być usuwane z wody podczas jej uzdatniania. Również w efekcie końcowego chlorowania są przyczyną tworzenia się THM-ów. W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem połączonej metody ultradźwięków i ozonu UD/O3 do usuwania substancji humusowych z wody. Jako urządzenie wytwarzające ultradźwięki wykorzystano generator UP-400S (24 kHz) o mocy 300 W. Ilość energii ultradźwiękowej wprowadzanej do ośrodka i wysokość natężenia pola ultradźwiękowego były kontrolowane poprzez zmienny czas nadźwiękawiania (t = 5悐 minut) i zmianę amplitudy drgań w zakresie A = 18惖 μm. Natężenie pola ultradźwiękowego wynosiło powyżej 100 W/cm2. Dawka ozonu wynosiła 1ফ mg/dm3. Jako próbki przygotowano roztwór preparatu handlowego kwasów humusowych (FLUKA) w dejonizowanej wodzie (stężenie roztworu 10悐 mg/dm3). Skuteczność badanego procesu analizowano na podstawie zmiany, przed procesem i po nim, następujących parametrów: OWO, RWO, absorbancja UV254, barwa, utlenialność. W wyniku zastosowania procesu UD/O3 obserwowano zmniejszenie badanych parametrów. Na podstawie otrzymanych wyników potwierdzono, że metoda połączona UD/O3 była bardziej skuteczna w degradacji badanych związków humusowych niż każdy z procesów oddzielnie (efekt synergiczny). Najkorzystniejszy efekt redukcji zawartości tych związków odnotowano dla wyższych wartości natężenia pola ultradźwiękowego