In the future, international Lunar missions will include both surface and lava tunnel EVA explorations, together with the collection of soil composition and ground data. Some issues with the realization of these activities are the communication constraints between the astronauts and the ground base on the Moon’s surface (especially in the first phases of Lunar exploration, when the satellite communication network will be under-supplied), and the limited area that a classical ground analyzing scientific instrument can cover. A solution to those issues has already been explored by previous interns at Spaceship EAC, resulting in a set of hardware prototypes communicating via LoRa protocol in an Internet of Things network configuration. The main idea behind these devices is to act both as signal transmitters and receivers, bridging the astronaut’s EVA suit to the ground base, and as a broad sensor network, capable of collecting a large amount of ground data from a vast area (crucial, for example, because of the proven heterogeneity of lunar soil chemical composition between different zones).This thesis explores the feasibility of miniaturizing these prototypes and creating a new set of smaller units with enhanced functionalities and performance. The designed device is called CRUMB (Compact Radio Unit for Moon data Broadcasting), and each unit is capable of communicating to other CRUMBs via LoRa frequencies (868 MHz – standard for European applications) while answering to an IoT mesh protocol. Via an accelerometer sensor, the CRUMB units are also able to send gravimetry data to the rest of the mesh, and to send an emergency communication whenever a moonquake is detected. Moreover, CRUMB’s volume is 92% smaller than its predecessor’s, and it nominally operates with a low power consumption (less than 1 W). / I framtiden kommer internationella månuppdrag att omfatta EVA-utforskning av både ytan och lavatunnlar, tillsammans med insamling av jordsammansättning och markdata. Några problem med att genomföra dessa aktiviteter är kommunikationsbegränsningarna mellan astronauterna och markbasen på månens yta (särskilt under de första faserna av månutforskningen, när satellitkommunikationsnätverket kommer att vara underförsörjt) och det begränsade område som ett klassiskt markanalyserande vetenskapligt instrument kan täcka. En lösning på dessa problem har redan utforskats av tidigare praktikanter vid Spaceship EAC, vilket har resulterat i en uppsättning hårdvaruprototyper som kommunicerar via LoRa-protokollet i en Internet of Things-nätverkskonfiguration. Huvudidén bakom dessa enheter är att fungera både som sändare och mottagare av signaler, som en brygga mellan astronautens EVA-dräkt och markbasen, och som ett brett sensornätverk som kan samla in en stor mängd markdata från ett stort område (avgörande, till exempel på grund av den bevisade heterogeniteten i månjordens kemiska sammansättning mellan olika zoner).I denna avhandling undersöks möjligheten att miniatyrisera dessa prototyper och skapa en ny uppsättning mindre enheter med förbättrade funktioner och prestanda. Den designade enheten kallas CRUMB (Kompakt Radioenhet för Utsändning av Måndata), och varje enhet kan kommunicera med andra CRUMB-enheter via LoRa-frekvenser (868 MHz - standard för europeiska tillämpningar) och samtidigt svara på ett IoT mesh-protokoll. Via en accelerometersensor kan CRUMB-enheterna också skicka gravimetridata till resten av nätet och skicka ett nödmeddelande när en månbävning upptäcks. CRUMB:s volym är dessutom 92% mindre än föregångarens och den nominella energiförbrukningen är låg (mindre än 1 W).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-347879 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Carra, Jacopo |
| Publisher | KTH, Flyg- och rymdteknik, marina system och rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:002 |
Page generated in 0.0022 seconds