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A trade study is carried out for the design of electric propulsion based lunar robotic precursor missions. The focus is to understand the relationships between payload mass delivered, electric propulsion power, and trip time. The results are compared against a baseline system using chemical propulsion with LOX/H2. The major differences between the chemical propulsion based and electric propulsion based systems are presented in terms of the payload mass and trip time. It is shown that solar electric propulsion offers significant advantage over chemical propulsion in delivering non-time critical payloads to lunar orbit. / Master of Science

This thesis posits the creation of a lunar settlement, examining the practical and theoretical challenges of urban design in a space environment. Analysis of the lunar environment aided by data and imagery from the Lunar Reconnaissance Orbiter allows the project to narrow focus on site selection while simultaneously capturing the bizarre and beautiful landscape. Intensive site study becomes the framework of a uniquely tailored, imaginative design emphasizing an urban fabric that is sensitive to astrological presences through passive and reactive design. / Master of Science / Whether it be through accident, conquest, or expedition, humanity has long held an innate desire to root itself in new environments that challenge us. The sky has proven to be no limit, the 20th century has shown that the exploration and colonization of space is inevitable. The question is where will we begin the first colony in space and what form will it take? This thesis posits the creation of a lunar settlement, examining the practical and theoretical challenges of urban design in a space environment. Site selection is crucial with the birth of any new city or civilization. Much like settlers of the past, a thorough understanding of constraints and strategic positioning is necessary to ensure the growth and survival of a colony. The accumulative site knowledge presented with this thesis is the framework of a uniquely tailored design to sustain long-term inhabitance on the moon. While this project can make no bold claims to predict the intentions of future colonists, it does serve to create an imaginative urban form to begin this journey, derived from grounded research and intensive site study. This thesis adds new perspectives beyond conventional engineered plans, to explore the potential of an immersive, reactive urban fabric with sensitivity to astrological presences. Urban design recommendations are made to enhance day to day livability in space, offer a sense of time and place, foster meaningful interaction among colonists, and consider growth beyond the initial settlement. While such a colony will undoubtedly serve as the staging area for the next steps in space exploration, it foremost will be a testament to what we as a people choose to collectively bring with us to the moon.

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Tendo em vista o papel que as chuvas exercem sobre águas continentais e a consequente disponibilidade hídrica para abastecimento, geração de energia, produção de alimentos e a dinâmica climatológica regional, o estudo de periodicidades nas variações em séries temporais pluviométricas têm impactos relevantes para o planejamento dos recursos hídricos. A precipitação, enquanto elemento do sistema climático, está em função de fatores internos e forçantes extraterrestres. Dentre estas, a força da gravidade da lua tem papel significativo como motor das marés oceânicas e sua influência na distribuição da massa e calor em escala global. Com o objetivo de identificar longos períodos de variação hidroclimática, esse trabalho investigou ciclos em escala decenal na variabilidade de seis séries longas de precipitação na região hidrográfica do Paraná no Sudeste Brasileiro, e sua potencial relação com o ciclo nodal de 18,6 anos. Para alcançar esse objetivo, além das análises estatísticas clássicas de dados, foi utilizado o filtro HP com o intuito de separar componentes de cíclicas e de longo prazo. Foi utilizada a metodologia de análise espectral de dados, como Fourier e a transformada em wavelet, que determina o poder das componentes dentro de uma série temporal. As análises estatísticas e o filtro HP foram importantes na visualização e detecção de períodos persistentes de desvios em relação aos valores médios. A ferramenta de transformada em wavelet apontou para robusta presença de periodicidades decenais em todas as séries, sendo as mais significativas 9 anos e 19 anos para todas as séries, com significância superior a 95%. Os resultados sugerem uma aparente anticorrelação, ou seja, o mínimo do ciclo nodal coincide com um incremento nos totais pluviométricos na região. Assim, essas informações da influência podem aprimorar a previsibilidade de condições hidrológicas interdecenais médias e aquelas variáveis socioeconômicas que são sensíveis à precipitação. / Considering the role of rainfall on continental waters and resulting water availability for water supply, energy generation, food production and regional climatological dynamics, the study of periodicities in variations in rainfall time series has a relevant impact on resource planning Water resources. Precipitation, as an element of the climate system, is a function of internal factors and extraterrestrial forcing. Among these, the force of gravity of the moon plays a significant role as the motor of the ocean tides and its influence on the distribution of mass and energy on a global scale. In order to identify long periods of hydroclimatic variation, this work investigated decadal scale cycles in the variability of six long series of precipitation in the Paraná hydrographic region in southeastern Brazil, and its potential relation with the nodal cycle of 18.6 years. To achieve this goal, in addition to the classic statistical data analysis, the HP filter was used in order to separate components from cyclical/random and long term. We use the spectral data analysis methodology, such as Fourier and the wavelet transform, which determines the power of the components within a time series. Statistical analyzes and the HP filter were important in visualizing and detecting persistent periods of deviations from mean values. The wavelet transform analysis pointed to robust presence of decadal periodicities in all series, being the most significant 9 years and 19 years for all series, with significance higher than 95%. The results suggest an apparent anticorrelation, that is, the minimum of the nodal cycle coincides with an increase in the total rainfall in the region. Thus, this influence information can enhance the predictability of medium interdecadal hydrological conditions and those socioeconomic variables that are sensitive to precipitation.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-07-24T16:06:09Z No. of bitstreams: 1 PDF - Tarsus Klynger Sabino dos Santos.pdf: 20465997 bytes, checksum: d345b9827a4b8cb379191f40579bff42 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T16:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Tarsus Klynger Sabino dos Santos.pdf: 20465997 bytes, checksum: d345b9827a4b8cb379191f40579bff42 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / The lunar atmospheric tide is characterized by significant changes that occur mainly in wind fields, temperature of the terrestrial atmosphere produced by the direct influence of the moon on the bodies present on this surface. Using twelve years of data acquired from the instrument SABER / TIMED is possible to identify results of lunar tidal amplification especially during the winter in the northern hemisphere. It is also known that especially in the winter season of the Arctic polar region is the phenomenon called stratospheric sudden warming (Sudden Stratospheric Warming), which corroborates in significant changes in atmospheric dynamics during its occurrence. Some studies have shown the connection between intense events of abrupt warming of the polar stratosphere of the northern hemisphere with the lunar atmospheric tide. Knowing these conditions, the aim of this study was to investigate possible effects produced by the abrupt warming of the polar stratosphere in atmospheric lunar semidiurnal tide in mesospheric region and lower thermosphere (MLT). In this sense, data temperatures estimated from measurements obtained with the instrument SABER / TIMED were analyzed along with data from the polar stratosphere, provided by the National Centre for Environmental Prediction (NCEP). Analyzing the results, it was found that during the occurrence period of the lunar atmospheric tide abrupt heating of the polar stratosphere, contributed in some cases and may contribute to a higher and a lower amplification lunar semidiurnal tide in the atmosphere compared to studies analyzing effects of lunar semidiurnal tide without taking into account the influence of stratospheric warming / A maré atmosférica lunar caracteriza-se em significativas mudanças que ocorrem principalmente nos campos de vento, temperatura da atmosfera terrestres produzida pela influência direta da Lua sobre os corpos presentes nesta superfície. Utilizando doze anos de dados adquiridos do instrumento SABER/TIMED é possível identificar resultados da amplificação de maré lunar principalmente durante o inverno no hemisfério norte . Sabe-se também que principalmente na estação de inverno da região polar ártica ocorre o fenômeno denominado aquecimento estratosférico súbito (Sudden Stratospheric Warming), o qual corrobora em expressivas mudanças na dinâmica atmosférica durante sua ocorrência. Alguns estudos evidenciaram conexão entre os eventos intensos de aquecimento abrupto da estratosfera polar do hemisfério norte com a maré atmosférica lunar. Sabendo destas condições, o objetivo deste trabalho foi investigar possíveis efeitos produzidos pelo aquecimento abrupto da estratosfera polar na maré atmosférica semidiurna lunar na região Mesosférica e baixa Termosfera (MLT). Neste sentido, dados de temperaturas estimadas a partir de medidas obtidas com o instrumento SABER/TIMED foram analisados juntamente com dados da estratosfera polar, fornecidos pelo National Centre for Environmental Prediction (NCEP). Analisados os resultados, verificou-se que durante o período de ocorrência da maré atmosférica lunar, os aquecimentos abruptos da estratosfera polar, contribuíram em alguns casos, corroborando para uma maior e menor amplificação da maré semidiurna lunar na atmosfera quando comparado com estudos que analisaram os efeitos da maré semidiurna lunar sem levar em conta a influência do aquecimento estratosférico.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-14T13:00:58Z No. of bitstreams: 1 PDF - Bismark Abeku Nyamekye Kushiator.pdf: 1029542 bytes, checksum: 85fec38cb146fdae2ce891a5cb865616 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T13:00:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Bismark Abeku Nyamekye Kushiator.pdf: 1029542 bytes, checksum: 85fec38cb146fdae2ce891a5cb865616 (MD5) Previous issue date: 2017-05-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Atmospheric airglow measurements obtained by means of a multichannel photometer in the equatorial region of São João do Cariri, Brazil (7.4 ºS, 36.5 ºO) was used to identify and characterize variations associated with lunar tide. The solar time luminescence data of the three emissions; OH (6, 2), O155577 and 𝑂2(0−1) were smoothed with an average of three months to represent one month in order to reduce variability. The three emissions were subjected to spectral analysis using the Lomb-Scargle peridogram to identify the presence of tidal periodicities of each emission of airglow. The residual from each emission were obtained as a result of the subtraction of the reconstructed composite day using the components diurna, semidiurna and terdiuna of the solar tide, for each three months of measurements were used. This elimination of solar tide signals produced residual emissions of each data that are converted to lunar time and subjected to harmonic analysis to obtain the monthly amplitudes and phases of the lunar semidiurnal component for each of the three emissions. The time series obtained on a composite lunar day shows the lunar component. From the analysis of the data it was possible to identify the signature of the semidiurnal lunar tide in each emission throughout the year of 2004 in the equatorial region. / Medidas da luminescência atmosférica obtidas através de fotômetro multicanal na região equatorial em São João do Cariri, Brasil (7,4 ºS; 36,5ºO) são usadas para identificar e caracterizar variações associadas à maré lunar. Os dados de luminescência de tempo solar das três emissões; OH (6, 2), OI5577 e 𝑂2 (0- 1) foram suavizados com uma média de três meses para representar um mês, a fim de reduzir a variabilidade. As três emissões foram submetidas a análise espectral utilizando o peridograma de Lomb-Scargle para identificar a presença das periodicidades das marés em cada emissão de luminescência. Os resíduos de cada emissão foram obtidos como resultado da subtração do dia composto reconstruído utilizando as componentes diurna, semidiurna e terdiuna da maré solar. Para isto, foram utilizados três meses de medidas. Esta eliminação de sinais de maré solar produze emissões residuais de cada dado que são convertidas para o tempo lunar e submetidas a análises harmônicas para obter as amplitudes e fases mensais da componente semidiurna lunar para cada uma das três emissões. As séries temporais obtidas em um dia lunar composto mostra o componente lunar. A partir da análise dos dados foi possível identificar a assinatura da maré lunar semidiurna em cada emissão ao longo do ano de 2004 na região equatorial.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-04-03T16:10:37Z No. of bitstreams: 1 PDF - Vera Yesutor Tsali-Brown.pdf: 30843412 bytes, checksum: 59e10df34146975cb54cee13f06cba2b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T16:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Vera Yesutor Tsali-Brown.pdf: 30843412 bytes, checksum: 59e10df34146975cb54cee13f06cba2b (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The effects of the lunar tide in the F region of the ionosphere are studied in this work using measurements provided by the ionosonde installed in Cachoeira Paulista (22 ° S, 45 ° W) between 2009 and 2011. To identify the variations associated with the lunar tides, the following parameters are used: peak height of electronic density of the F region (hmF2) and the critical frequency of the F (foF2) region. The influence of the lunar tide in the Brazilian ionosphere was obtained using the residual measurements which was without the influence of the solar tide for each day, owing that all the months were converted to the lunar time and submitted to harmonic analysis to obtain monthly amplitudes and phases for the period of study. The maximum diurnal amplitude in foF2 determined was 0.41MHz and 0.42MHz in the semidiurnal component. Also the maximum diurnal amplitude in hmF2 determined was 6.25km and semidiurnal 7.76km. The seasonal variations in the amplitudes in foF2 and hmF2 were sometimes annual and semiannual in nature. / Os efeitos da maré lunar na região F da ionosfera são estudados neste trabalho utilizando medidas fornecidas pela ionossonda instalada em Cachoeira Paulista (22° S; 45° W) entre os anos de 2009 e 2011. Para identificar as variações associadas às marés lunares são utilizados os seguintes parâmetros: altura do pico de densidade eletrônica da região F (hmF2) e a freqüência crítica da região F (foF2). A influência da maré lunar na ionosfera brasileira foi obtida utilizando as medidas residuais sem a influência da maré solar. As medidas foram convertidas para o tempo lunar e submetidas à análise harmônica para obter amplitudes e fases mensais para o período de estudo. A variação sazonal das amplitudes nos parâmetros foF2 e hmF2 foi geralmente geralmente semestral. Também eram às vezes anual

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-05-22T16:05:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) PDF_Pessoa, V.T._Tese de doutorado (2).pdf: 1505257 bytes, checksum: 1b505fd37853f0c9b450bb8b1256ebb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T16:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) PDF_Pessoa, V.T._Tese de doutorado (2).pdf: 1505257 bytes, checksum: 1b505fd37853f0c9b450bb8b1256ebb2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / O objetivo deste trabalho foi analisar a estrutura da comunidade e estimar produção dos copépodes pelágicos do ambiente recifal em diferentes escalas temporais. As amostras foram coletadas em uma estação fixa dentro da baía Tamandaré durante a maré vazante, ao longo de quatro ciclos lunares, durante os períodos seco (novembro/dezembro de 2010) e chuvoso (julho/agosto 2010) e durante os períodos diurnos e noturnos. Foram coletados dados de pluviometria, temperatura, salinidade, material particulado em suspensão e clorofila-a. As amostras de plâncton foram obtidas através da utilização de arrastos subsuperfíciais horizontais usando uma rede cônica (malha de abertura de 200 μm). O material coletado foi fixado e as amostras foram analisadas por contagem, identificação, classificação por estágio de desenvolvimento, sexo e medição das espécies de copépodes presentes nas subamostras. Foram realizados cálculos de densidade, diversidade, riqueza e a frequência de ocorrência para todas as espécies de copépodes pelágicos. A partir das medidas do prossomo dos copépodes foi calculado o peso dos organismos e subsequentemente foram feitos os cálculos de biomassa e das taxas de crescimento e finalmente dos dados de produtividade. As análises realizadas sugerem que a comunidade de copépodes pelágicos do mesozooplâncton associada aos recifes de Tamandaré é regida por fatores ambientais totalmente associados a variações sazonais, principalmente pela pluviosidade, MPS e também pela salinidade. Foram identificados 22 espécies para região, e as espécies que mais frequentes e abundantes ao longo de todo estudo foram: Acartia lilljeborgi, Paracalanus quasimodo, Temora turbinata, Pseudodiaptomus acutus e Calanopia americana. Os valores densidade (694,6 ± 239,4 e 260,7 ± 481,2 ind.m-3 seco e chuvoso), biomassa (1452,02 ± 1072,40 e 200,43 ± 200,27 μg C m-3 seco e chuvoso) e produção (360,640 ± 261,60 e 50,147 ± 50,12 μg C m-3 dia-1 seco e chuvoso) foram significativamente diferentes entre os períodos seco e chuvoso, com maiores valores observados no período seco. Em relação aos turnos diurno/noturmo também existe diferenças significativas para os valores de densidade, biomassa e produção, e os maiores valores foram registrados durante a noite. Portanto, pode-se concluir que assim como a estrutura da comunidade, a produção estimada das principais espécies de copépodes pelágicos de um ambiente recifal é influenciada pelas variações sazonais e nictemeral. Existe influencia das fases da lua, sobre a estrutura da comunidade considerando cada período individualmente e estes dados foram corroborados pelas análises estatísticas ANOVA e PERMANOVA aplicados aos dados de densidade total e das espécies, respectivamente. Em relação aos dados de biomassa e produção, analisados de forma geral, as variações dos ciclos lunares não parecem influenciar de forma significativa a produtividade das espécies de copépodes da região. / The aim of this study was to analyze the community structure and to estimate the production of pelagic copepods on the reef environment at different time scales. Samples were taken at one station in the Tamandaré bay at ebb tide, along four lunar cycles, during dry (November and December 2010) and rainy periods (July and August 2010) and during the days and nights. Data of rainfall, temperature, salinity, suspended particulate matter (SPM) and chlorophyll-a were collected. The plankton samples were obtained through the use of subsurface horizontal hauls with a plankton net (mesh size of 200 μm). The material was fixed and the samples were analyzed by counting, identification, classification by stage of development, sex and measurement of copepod species present in the subsamples. Calculations of density, diversity, richness and frequency of occurrence were performed for all species of pelagic copepods. From the measurements of the copepod prosome, the weight of the organisms was obtained and subsequently the biomass and growth rates, and ultimately the productivity data, were calculated. The performed analysis suggest that the pelagic copepods community of the mesozooplankton associated with the reefs of Tamandaré is regulated by environmental factors entirely associated with seasonal variations, mainly rainfall, SPM and also by salinity. For the region, 22 species were identified, and the most frequent and abundant species throughout the study were: Acartia lilljeborgi, Paracalanus quasimodo, Temora turbinata, Pseudodiaptomus acutus and Calanopia americana. The values of density (694.60 ± 239.40 and 260.70 ± 481.20 ind. m-3 dry and rainy seasons), biomass (1,452.02 ± 1,072.40 and 200.43 ± 200.27 μg C m-3 dry and rainy seasons) and production (360.64 ± 261.60 and 50.14 ± 50.12 μg C m-3 day-1 dry and rainy seasons) were significantly different between the dry and rainy seasons, with higher values being observed in the dry season. Regarding the period of the day, there are also significant differences in the values of density, biomass and production, and the highest values were recorded during the night. Therefore, it can be concluded that, as well as the community structure, the estimated production of the main species of pelagic copepods on a reef environment is influenced by seasonal and nictemeral variations. There is influence of the moon phases on the structure of the community, considering each period individually. This result was corroborated by the ANOVA and PERMANOVA statistical analysis applied to the data of total and species density, respectively. Regarding biomass and production data, analyzed in general, the variations of lunar cycles do not seem to significantly influence the productivity of copepod species in the region.

Tendo em vista o papel que as chuvas exercem sobre águas continentais e a consequente disponibilidade hídrica para abastecimento, geração de energia, produção de alimentos e a dinâmica climatológica regional, o estudo de periodicidades nas variações em séries temporais pluviométricas têm impactos relevantes para o planejamento dos recursos hídricos. A precipitação, enquanto elemento do sistema climático, está em função de fatores internos e forçantes extraterrestres. Dentre estas, a força da gravidade da lua tem papel significativo como motor das marés oceânicas e sua influência na distribuição da massa e calor em escala global. Com o objetivo de identificar longos períodos de variação hidroclimática, esse trabalho investigou ciclos em escala decenal na variabilidade de seis séries longas de precipitação na região hidrográfica do Paraná no Sudeste Brasileiro, e sua potencial relação com o ciclo nodal de 18,6 anos. Para alcançar esse objetivo, além das análises estatísticas clássicas de dados, foi utilizado o filtro HP com o intuito de separar componentes de cíclicas e de longo prazo. Foi utilizada a metodologia de análise espectral de dados, como Fourier e a transformada em wavelet, que determina o poder das componentes dentro de uma série temporal. As análises estatísticas e o filtro HP foram importantes na visualização e detecção de períodos persistentes de desvios em relação aos valores médios. A ferramenta de transformada em wavelet apontou para robusta presença de periodicidades decenais em todas as séries, sendo as mais significativas 9 anos e 19 anos para todas as séries, com significância superior a 95%. Os resultados sugerem uma aparente anticorrelação, ou seja, o mínimo do ciclo nodal coincide com um incremento nos totais pluviométricos na região. Assim, essas informações da influência podem aprimorar a previsibilidade de condições hidrológicas interdecenais médias e aquelas variáveis socioeconômicas que são sensíveis à precipitação. / Considering the role of rainfall on continental waters and resulting water availability for water supply, energy generation, food production and regional climatological dynamics, the study of periodicities in variations in rainfall time series has a relevant impact on resource planning Water resources. Precipitation, as an element of the climate system, is a function of internal factors and extraterrestrial forcing. Among these, the force of gravity of the moon plays a significant role as the motor of the ocean tides and its influence on the distribution of mass and energy on a global scale. In order to identify long periods of hydroclimatic variation, this work investigated decadal scale cycles in the variability of six long series of precipitation in the Paraná hydrographic region in southeastern Brazil, and its potential relation with the nodal cycle of 18.6 years. To achieve this goal, in addition to the classic statistical data analysis, the HP filter was used in order to separate components from cyclical/random and long term. We use the spectral data analysis methodology, such as Fourier and the wavelet transform, which determines the power of the components within a time series. Statistical analyzes and the HP filter were important in visualizing and detecting persistent periods of deviations from mean values. The wavelet transform analysis pointed to robust presence of decadal periodicities in all series, being the most significant 9 years and 19 years for all series, with significance higher than 95%. The results suggest an apparent anticorrelation, that is, the minimum of the nodal cycle coincides with an increase in the total rainfall in the region. Thus, this influence information can enhance the predictability of medium interdecadal hydrological conditions and those socioeconomic variables that are sensitive to precipitation.