Search

As commercial lunar rovers are being developed and planned to fly from next year, in the context of a global momentum for lunar exploration, the mindset of system design is shifting to a product-oriented approach (as opposed to traditionally single mission-designed system). This deeply affects the system engineering discipline, which is also evolving through the development of more integrated, model-centric methodologies such as Model-Based System Engineering (MBSE). This Master Thesis combines 2 research questions:- How to adapt systems engineering processes and tools to a commercially-driven / product-oriented approach?- How to leverage new developments (e.g MBSE) within the system engineering discipline to support the rover design transition to a product-oriented philosophy? These research questions are investigated through this Master Thesis, carried out as a 6-month internship at ispace Europe (Luxembourg), a global lunar exploration company developing landers, rovers and data tools. The Master Thesis is applied to ispace’s Exploration Rover currently under development within the Polar Ice Explorer (PIE) mission with support from the Luxembourg Government.The goal of this Master Thesis is to develop an integrated toolchain (set of tools) for efficiently designing rover products (Exploration Rover), including platform configuration for a given mission concept and set of payloads, system sizing and mission analysis. The chosen methodology can be summarized as:1. Adapting PIE models to a generic, parametric/configurable toolset that can be used for mission/platform analysis and optimization2. Defining the Exploration Rover toolchain requirements & architecture, and selecting its environment (trade-off including MBSE solutions)3. Building the Exploration Rover toolchain, integrating models inside the defined architecture By maturing existing models, leveraging new software functionalities (in this case Valispace) and MBSE practises along with adding new parametric models for quick feasibility studies and integrating all models together, it was successfully shown that this integrated toolchain can support rover products definition, performing frequent and insightful design iterations, analysis and trade-offs. Not only does the toolchain comply with the product-approach but also successfully supports the Polar Ice Explorer (PIE) mission, by directly contributing to the system engineering activities and models of the Phase B. Therefore, the Master Thesis proved to be a successful demonstrator for developing more product-driven rovers, by leveraging new practices within the system engineering discipline. Eftersom kommersiella månrovers utvecklas och planeras att flyga från nästa år, i samband med en global fart för månutforskning, går tankesättet för systemdesign över till produktorienterat tillvägagångssätt (i motsats till traditionellt endast uppdragsdesignat system). Detta påverkar djupt systemteknikdisciplinen, som också utvecklas genom utvecklingen av mer integrerade, modellcentrerade metoder som Model-Based System Engineering (MBSE). Denna masteruppsats kombinerar två forskningsfrågor: - Hur anpassar man systemtekniska processer och verktyg till en kommersiellt driven / produktorienterad strategi? - Hur kan man utnyttja ny utveckling (t.ex. MBSE) inom systemteknikdisciplinen för att stödja rover-designövergången till en produktorienterad filosofi? Dessa forskningsfrågor undersöks genom denna magisteruppsats, som genomfördes genom en praktik under 6 månader på ispace Europe (Luxemburg), ett globalt månutforskningsföretag som utvecklar landare, rovers och dataverktyg. Magisteruppsatsen tillämpas på ispaces Exploration Rover som för närvarande är under utveckling inom Polar Ice Explorer (PIE) -uppdraget, med med stöd från den luxemburgska. Målet med detta examensarbete är att utveckla en integrerad verktygskedja (uppsättning verktyg) för att effektivt utforma roverprodukter (Exploration Rover), inklusive plattformskonfiguration för ett givet uppdragskoncept och uppsättning nyttolast, systemstorlek och uppdragsanalys. Den valda metoden kan sammanfattas som: 1. Anpassa PIE -modeller till en generisk, parametrisk / konfigurerbar verktygssats som kan användas för uppdrag / plattformsanalys och optimering 2. Definiera Exploration Rover-verktygskedjans krav och arkitektur och välja dess miljö (avvägning inklusive MBSE-lösningar) 3. Bygga Exploration Rover -verktygskedjan, integrera modeller inom den definierade arkitekturen Genom att utveckla befintliga modeller, utnyttja nya mjukvarufunktioner (här Valispace) och MBSE -metoder tillsammans med att lägga till nya parametriska modeller för snabba genomförbarhetsstudier och integrera alla modeller tillsammans: visades det att denna inbyggda integrerade verktygskedja kan stödja rover -produktdefinition, som utför ofta och insiktsfulla design iterationer, analyser och avvägningar. Verktygskedjan följer inte bara produktmetoden utan stöder också framgångsrikt Polar Ice Explorer (PIE) -uppdraget genom att direkt bidra till systemtekniska aktiviteter och modeller i Phase B. Därför visade masteruppsatsen sig vara en framgångsrik demonstrator för att utveckla mer produktdrivna rovers, genom att utnyttja nya metoder inom systemteknikdisciplinen.

The Space Race during the Cold War was an era when the World saw great possibilities and scientific discoveries. Before 1957, the thing we call space had never been scaled by man. The Soviet Union turned this over with Sputnik 1, the very first artificial satellite which would change our way to research everything beyond Earth. Although this is true, there is also another side of Space Race which has more or less nothing to do with space at all – the politics. There is no denying that the politics about Space Race was far more essential for the United States and the Soviet Union than any scientific research. Kennedy talked about prestige and to “be ahead” in the race for space. Of course, the Americans and the Russians were fully involved and knew what could be gained from winning the race. But what about other nations? What about the Swedes? This thesis brings the Space Race to Sweden and examines two Swedish newspapers to get a clear view on how the people of Sweden actually encountered Space Race. To narrow the thesis down, the author picked two important events where the political side of Space Race is distinct – Yuri Gagarin’s orbit of the Earth in 1961 and John Glenn’s orbit of the Earth in 1962. What kind of position in the Space Race did Sweden have, and how is it reflected in the newspapers? Does the political differences in two leading tabloids affect the outcome of the articles? And which kind of theories about the Cold War could be applied on these tabloids? This kind of research is uncommon to encounter in Sweden, but it ought to be dealt with here.

This paper describes the development of an experiment to test the characteristics and functionality of Silicon Carbide (SiC) components in a space environment. The experiment is a part the "Miniature Student Satellite" (MIST) project, and the "Work on Venus" project, both situated at KTH, Stockholm, Sweden The paper primarily covers the development and implementation of the experiments microcontroller and its software, whilst the construction and development of the test circuit for the transistors is carried out at the same time by another team, and therefore described in a separate paper. A microcontroller is selected for this experiment after consideration is taken to both the Low Earth Orbit environment where the experiment will take place, end the power consumption restrictions due to the limited amount of power available at the satellite itself. The software on the microcontroller is then developed to read temperature and voltage input from the different transistors under test, and transform the input data to a readable format sent to the satellites On Board Computer, which can then communicate the readings to the Earth Base Station. Apart from the software of the SiC experiment, a similar software solution on a similar microcontroller is developed for another experiment called MOREBAC, which will be placed on the same satellite. The main difference between the MOREBAC project and SiC in Space will be the type of data read on the input, the number of inputs and the format of the package sent to the On Board Computer. The final stage of the work for this thesis is the design and construction of a Printed Circuit Board. The board contains the microcontroller and connected components, the transistors to be tested, as well as power supplying components, covered in yet another thesis work. Den här rapporten beskriver utvecklingen av ett experiment vars uppgift är att testa karaktäristiken och funktionaliteten hos Kiselkarbid(SiC)-komponenter i rymden. Experimentet, som går under namnet SiC in Space, är en del av "Minitature Student Satellite"-projektet (MIST), samt projektet "Working on Venus", vilka båda utförs på KTH, Stockholm, Sverige. Rapporten avhandlar huvudsakligen utvecklingen och implementationen av experimentets mikrokontroller samt den tillhörande mjukvaran, samtidigt som testkretsen för den transistor som undersökts utvecklades i ett annat projekt, och är således avhandlat i en annan rapport. En mikrokontroller valdes ut för projektet baserat både klimatet i "Low Earth Orbit" där satelliten kommer att befinna sig, samt de krav som ställdes på strömförbrukningen baserat på den begränsade strömförsörjningen på själva satelliten. Mjukvaran på mikrokontrollern utvecklades sedan för att avläsa temperaturvärden och spänningsnivåer vid testpunkter på transistorerna, för att sedan översätta denna data till ett läsbart format samt skicka den till satellitens omborddator, som i sin tur kan skicka datan till basstationen på jorden. Utöver den mjukvara som utvecklats till SiC in Space, utvecklades även en liknande lösning för ett annat experiment på satelliten, kallat MOREBAC. Den huvudsakliga skillnaden mellan de två mjukvarulösningarna är att de testpunkter som ska läsas av på MOREBAC skiljer sig både i antal och i utförande från de testpunkter som ska läsas på SiC in Space, samt det datapaket som sedan skickas till omborddatorn. Det slutgiltiga steget under detta projekt var sedan att designa och konstruera ett kretskort (PCB). Kretskortet innehåller både den mikrokontroller som avhandlas i denna rapport, transistorerna som ska testas, samt en strömförsörjningslösning som utvecklats i ytterligare ett parallellt projekt.

This paper describes the development of an experiment to test the characteristics and functionality of Silicon Carbide (SiC) components in a space environment. The experiment is a part the "Miniature Student Satellite" (MIST) project, and the "Work on Venus" project, both situated at KTH, Stockholm, Sweden The paper primarily covers the development and implementation of the experiments microcontroller and its software, whilst the construction and development of the test circuit for the transistors is carried out at the same time by another team, and therefore described in a separate paper. A microcontroller is selected for this experiment after consideration is taken to both the Low Earth Orbit environment where the experiment will take place, end the power consumption restrictions due to the limited amount of power available at the satellite itself. The software on the microcontroller is then developed to read temperature and voltage input from the different transistors under test, and transform the input data to a readable format sent to the satellites On Board Computer, which can then communicate the readings to the Earth Base Station. Apart from the software of the SiC experiment, a similar software solution on a similar microcontroller is developed for another experiment called MOREBAC, which will be placed on the same satellite. The main difference between the MOREBAC project and SiC in Space will be the type of data read on the input, the number of inputs and the format of the package sent to the On Board Computer. The final stage of the work for this thesis is the design and construction of a Printed Circuit Board. The board contains the microcontroller and connected components, the transistors to be tested, as well as power supplying components, covered in yet another thesis work. Den här rapporten beskriver utvecklingen av ett experiment vars uppgift är att testa karaktäristiken och funktionaliteten hos Kiselkarbid(SiC)-komponenter i rymden. Experimentet, som går under namnet SiC in Space, är en del av "Minitature Student Satellite"-projektet (MIST), samt projektet "Working on Venus", vilka båda utförs på KTH, Stockholm, Sverige. Rapporten avhandlar huvudsakligen utvecklingen och implementationen av experimentets mikrokontroller samt den tillhörande mjukvaran, samtidigt som testkretsen för den transistor som undersökts utvecklades i ett annat projekt, och är således avhandlat i en annan rapport. En mikrokontroller valdes ut för projektet baserat både klimatet i "Low Earth Orbit" där satelliten kommer att befinna sig, samt de krav som ställdes på strömförbrukningen baserat på den begränsade strömförsörjningen på själva satelliten. Mjukvaran på mikrokontrollern utvecklades sedan för att avläsa temperaturvärden och spänningsnivåer vid testpunkter på transistorerna, för att sedan översätta denna data till ett läsbart format samt skicka den till satellitens omborddator, som i sin tur kan skicka datan till basstationen på jorden. Utöver den mjukvara som utvecklats till SiC in Space, utvecklades även en liknande lösning för ett annat experiment på satelliten, kallat MOREBAC. Den huvudsakliga skillnaden mellan de två mjukvarulösningarna är att de testpunkter som ska läsas av på MOREBAC skiljer sig både i antal och i utförande från de testpunkter som ska läsas på SiC in Space, samt det datapaket som sedan skickas till omborddatorn. Det slutgiltiga steget under detta projekt var sedan att designa och konstruera ett kretskort (PCB). Kretskortet innehåller både den mikrokontroller som avhandlas i denna rapport, transistorerna som ska testas, samt en strömförsörjningslösning som utvecklats i ytterligare ett parallellt projekt.

2030 NASA Jet Propulsion Laboratory will place an interferometer, which will workas a radio telescope, on the far side of the Moon. The interferometer uses thinpolyamide films as antennas, which are rolled out by a rover (an autonomousvehicle). The thesis covers concept generation of the propulsion and steering systemof the rover.The interferometer is to be placed on the far side of the Moon in order to ensure, asfar as possible, that it is not effected by radiation from Earth. The interferometerconsists of several polyamide films, approximately 100 meters long and one meterwide. The films are to be connected in the middle in order to form a star pattern offilm. Since the rover is to roll out these films on the surface of the Moon, it will driveback and forth to the lander to pick up the rolls. The focus in the project has been todevelop a reliable and stable system as possible so that the rover can accomplish itsmission without malfunctions. The purpose with the interferometer is to map thehydrogen gas clouds which were formed during universe’s youth (Platt, 2008).The outcome of this project is a concept indicating what the most optimal design ofwheel mount, of motor mount, of wheel and steering design may be in order to steerthe rover. The method to generate concepts used is known Fredy Olsson’s method.This is a method that has been developed at Lunds University and it has been widelyused in engineering education at Halmstad University.The four concepts developed and contributes to the whole concept for propulsion andsteering system of the rover. The four concepts developed are an all six steering, allof the six wheels can be controlled individually. Each wheel is split, or divided intwo. The motor is angle mounted and the wheel is semi-open with a slope that makesthe Moon dust fall out if it comes inside.Inspiration from previous rovers which are or have been on the Moon and Mars hasbeen useful in generating concepts. Previously used concepts are stable and reliable,which are important factors in this project. Previous theses have come to theconclusion that the chassis of the rover should be the one similar to the one used onMars Science Laboratory Curiosity and Mars Exploration Rover’s Spirit andOpportunity.The Halmstad University projects in collaboration with NASA began at HalmstadUniversity in 2013, and previous projects have developed the chassis, energy systemand the deployment mechanism of the rover. This year’s project takes intoconsideration the results from previous years since a concept of a complete roverultimately is going to be presented to NASA Jet Propulsion Laboratory.The thesis is done in collaboration with NASA Jet Propulsion Laboratory inCalifornia, USA. NASA Jet Propulsion Laboratory is the leading U.S. center forrobotic exploration of the solar system. NASA Jet Propulsion Laboratory ska 2030 placera en interferometer på månensbaksida, interferometern ska fungera som ett radioteleskop. Interferometern användersig av tunna polyamidfilmer som antenner. Dessa ska rullas ut på månens yta av enrover (ett obemannat fordon). Rapporten behandlar framtagning av koncept förstyrning och framdrivning av denna rover.Interferometern ska placeras på månens baksida för att man i så stor mån som möjligtvill undkomma strålningsstörningar från Jorden. Interferometern ska bestå av flertaletpolyamidfilmer, ca 100 meter långa och en meter breda. Filmerna skasammankopplas i en kontrollenhet som finns i mitten av det stjärnformade mönsterfilmerna läggs i. Då rovern ska placera ut dessa filmer på månens yta, ska den skaköra från och till landaren för att hämta upp rullarna. Fokus i projektet har varit attgöra ett så pålitligt stabilt system som möjligt för att rovern ska klara av att slutförasitt uppdrag utan driftstörningar. Med interferometern vill man sedan kartläggavätgasmoln som bildades i universums ungdom (Platt, 2008).Resultatet av projektet är ett koncept som visar roverns framdrivnings- ochstyrsystem, hjulupphängning, motorplacering samt hur hjuldesignen kan se ut. FredyOlssons metoder har använts för att ta fram koncept som uppfyller krav och önskemåldå denna metod har använts tidigare under utbildningen.De fyra koncept som bidrar till ett koncept för hela styr- och framdrivningssystem ärstyrning och framdrivning på roverns alla sex hjul, hjulen är designade på så vis att deär delade i två. Motorn är vinkelmonterad. Roverns hjul är semi-öppna med en kantsom är högre än det djup hjulet sjunker ner i månytan., med en sluttning inuti för attsand och damm ska rinna ut.Inspiration har kommit från tidigare rovrar som varit/är aktiva på månen och Mars dådet är beprövade koncept som visat sig vara stabila och pålitliga. Tidigareexamensarbeten har kommit fram till att det chassi som ska användas är snarlikt detsom använts på Mars Science Laboratory Curiosity och Mars Exploration Rover’sSpirit och Opportunity.Projektet började på Högskolan i Halmstad 2013 och tidigare projekt har tittat påbland annat chassit, energisystem och utplaceringsenheten. Årets projekt har tagithänsyn till resultat från tidigare år, för att ett koncept på en hel rover slutligen skakunna visas upp för NASA Jet Propulsion Laboratory.Examensarbetet är genomfört i samarbete med NASA:s Jet Propulsion Laboratory iKalifornien, USA, vilka är USA:s center för robotisk utforskning av solsystemet.

Vi har under vår verksamhetsförlagda utbildning, utifrån egna erfarenheter och genom att läsa forskning fått en förståelse för att barns föreställningar om naturvetenskapliga fenomen inte stämmer överens med verkligheten. Det har också gett oss en uppfattning om att det saknas läromedel inom astronomi för barn i de yngre åldrarna. Grundat utifrån detta valde vi att utveckla ett läromedel inom astronomi. Läromedlet är tänkt att vara lättillgängligt och lättanvänt för lärare, samt att läromedlet ska uppfylla ett av de centrala kraven i Lgr 11 för årskurs 1 till 3 inom naturvetenskap: ”Jordens, solens och månens rörelser i förhållande till varandra. Månens olika faser”. För att kunna ta reda på vad ett bra läromedel är och på så sätt få tips till vårt eget så genomfördes en enkät på våra partnerskolor. Vi har även genomfört en sammanställning av faktaböcker, skönlitteratur, läromedel och internetsidor. Materialet analyserades sedan med hjälp av en kvalitativ metod som har legat till grund i utvecklingen av läromedlet. Av enkäten har vi fått resultatet att pedagogerna eftersöker läromedel som bland annat inne­håller praktiska övningar kopplat till Lgr 11 och kopieringsunderlag. Av inventeringen av lit­teratur har vi kommit fram till resultatet att det saknas ett läromedel inom Astronomi för grundskolans yngre åldrar samt att ett sådant läromedel som pedagogerna i enkäten eftersö­ker inte finns på marknaden. Läromedlet består av en lärarhandledning och en arbetsbok till eleverna. Lärarhandled­ningen är uppdelad efter rubrikerna saga, diskussionsfrågor, fakta och instruktioner till akti­viteter med tillhörande kopieringsunderlag. Arbetsboken är uppdelad i rubrikerna fakta, in­struktioner till aktiviteter och ordlista med svåra ord. Läromedlet bygger på metoderna: story­line, saga och högläsning. För att eleverna ska kunna ta till sig kunskaper om rymden så an­vänds verktyg som experiment och diskussionsfrågor. Läromedlet riktar sig främst till lärare och elever i grundskolans tidigare år, årskurs 1 till 3, men är även tänkt att kunna anpassas till barn i förskoleklass. During our practical teacher training we became aware of children’s alternative conceptions in astronomy. We turned our faces towards science education literature and found evidence that children’s conceptions is not corresponding to scientific explanations. We also realized that there is a lack of Swedish teaching aids in astronomy for younger children (school year 1-3), therefore we have chosen to develop a teaching tool in astronomy. The teaching material is meant to be accessible and easy to use for teachers, as well as the teaching material shall meet one of the key requirements of Lgr 11 for grades 1-3 in science: "The earth, sun and moon movements relative to each other. Phases of the moon". (own translation) To find out what a good teaching aid is and get tips to our own, we made a survey at our part­ner schools. We also performed a compilation of nonfiction, fiction, educational materials and Internet sites. The material was then analyzed with the help of a qualitative method which then formed the basis of the development of the teaching aid. Our main results from the survey are that the educators are seeking teaching aids which includes practical exercises linked to Lgr 11and photocopiable documents. From the inventory of literature, we have come to the conclusion that there is no Swedish teaching aid in Astronomy for the younger children in primary school and that such teaching materials that the teachers in the questionnaire are asking fore can’t be found in today’s market. The teaching material consists of a teacher's guide and a workbook for students. The teach­er's guide is divided by the headlines: story, discussion topics, facts and instructions for ac­tivities with photocopiable documents. Students’ workbook is divided into headings: facts, instructions for activities and a glossary. These teaching materials are based on the methods: storyline, story and reading aloud. For students to be able to make meaning of Space the teaching aid contains tool as experiments and discussion questions. The teaching material is primarily aimed at teachers and students in primary school, grades 1 to 3, but the teaching material is also intended to accommodate children in preschool.

The purpose of this thesis is to bring forward and discuss the American vision for space exploration found at NASA's homepage, how the vision is popularised and why. NASA's homepage is analyzed as popularized science and the theoretical perspective emanates from the field of popular science and especially the work of Johan Kärnfelt. The historical reference is made up by Howard E McCurdy and he's thoughts about space and the American imagination. The analysis is based on a number of documents that popularize the vision for space exploration and is intended for the public. These documents describe the future plan for NASA and US space exploration. Syftet med denna uppsats är att undersöka hur de amerikanska rymdvisionerna gestaltats på NASA:s hemsida, hur dessa populariseras samt vilka de bakomliggande drivkrafterna kan tänkas vara. NASA:s hemsida kommer att ses som populariserad vetenskap och det teoretiska perspektivet utgår från den populärvetenskapliga genren där en stor del av det teoretiska underlaget utgår från docenten Johan Kärnfelts tankar om populariseringen av vetenskap. Som historisk referens används professor Howard E. McCurdys tankar om den amerikanska rymdvisionen. Materialet som ingår i analysen är hämtat från NASA:s hemsida. Samtliga dokument handlar om den amerikanska visionen om rymden och USA:s fortsatta aktiviteter i rymden.

What do the pupils really learn in school? What do the pupils know before they begin school and what knowledge do they have when they graduate form 5 and should have achieved the goals? I chose to interview some pupils in the end of nursery school and some pupils in the end of form 5. To limit myself I chose the subject space, because I think most pupils think that space is an interesting subject. The result of my examination was that pupils in nursery school have many different thoughts and previous knowledge about space, often on the basis of what they have seen themselves, and that some of the pupils in form 5 have some more developed knowledge while some pupils still got the skill as a nursery school pupil. My examination shows that some pupils have learned surprisingly little, bearing in mind that they have been in school for five years. Sammanfattning Vad lär sig egentligen eleverna i skolan? Vad kan eleverna innan de börjar skolan och vad har de för kunskaper när de går ur årskurs 5 och ska ha uppnått målen? Jag valde att intervjua några elever som går i slutet av förskoleklassen och några elever som går i slutet av årskurs 5. För att begränsa mig valde jag rymden eftersom jag tror att de flesta elever tycker att det är ett intressant område. Resultatet av undersökningen blev att eleverna i förskoleklassen har många olika tankar och förkunskaper, ofta utifrån vad de själva sett, och att några elever i årskurs 5 har något mer utvecklade kunskaper medan några elever fortfarande är kvar på förskolenivån i sitt kunnande i vissa frågor. Med tanke på att de har gått i skolan i fem år har de enligt min undersökning lärt sig förvånansvärt lite.

Validerat; 20101217 (root)