Programul Noul Mileniu (NMP) al NASA a fost conceput ca o modalitate de a accelera utilizarea tehnologiilor avansate în misiunile științifice operaționale. „S-a recunoscut că s-au făcut investiții semnificative de către Statele Unite în tehnologii avansate”, a spus dr. Christopher Stevens, managerul de programe pentru NMP, „și că aveau aplicații reale, fie pentru a reduce costurile, fie pentru a oferi noi capacități de știință. misiuni.“ Cu toate acestea, aducerea acestor tehnologii în misiuni științifice reale în spațiu este un risc ridicat din cauza incertitudinii care vine cu tehnologia emergentă. NMP reduce aceste riscuri prin validarea noilor tehnologii prin zbor și testarea acesteia în spațiu. "Luăm tehnologii care sunt gata să înainteze din laborator și să le maturizeze, astfel încât să fie gata să meargă în spațiu", a spus Stevens, "dar misiunile operaționale ar putea fi de 10-20 de ani în viitor."
Există două tipuri de misiuni sau sisteme pe care NMP le întreprinde. Unul este o validare a sistemului integrat, unde întregul sistem de zbor este subiectul investigației. Al doilea tip este o misiune de validare a subsistemului, în care experimente mici, de sine stătătoare, sunt efectuate pe un vehicul spațial, dar vehiculul nu face parte din experimente.
NMP a fost înființată în comun în 1995 de Oficiul Științei Spațiului NASA și Oficiul Științei Pământului, iar în trecut, misiunile erau de obicei separate ca fiind aplicabile pentru viitoarele cerințe ale Pământului sau pentru misiunile de știință spațială. NMP este acum gestionat de Direcția Misiune Știință a NASA și se concentrează pe nevoile a trei domenii științifice: Sistemul Pământ-Soare, Explorarea Sistemului Solar și Universul.
Programul a început cu misiunea Deep Space 1 în 1998, care a fost o știință spațială, validarea integrată a sistemului. Tehnologia definitorie a DS1 a fost propulsia solară electrică sau ionică. „Se știa că această tehnologie avea capacitatea de a reduce masa necesară pentru propulsie peste propulsia chimică convențională, dar nimeni nu voia să își asume riscul de a o zbura testată în spațiu”, a spus Stevens. DS1 a dovedit cu succes eficacitatea propulsiei ionice, iar acum misiunile ulterioare vor folosi acest tip de propulsie, inclusiv viitoarea misiune Dawn.
Alte validări de succes NMP includ îmbunătățiri și reducerea costurilor satelitilor de tip LANDSAT și testarea unei nave spațiale științifice autonome care are software de planificare a zborurilor care poate fi folosit pe rovers, precum și orbitarea navelor spațiale pentru a reprograma o misiune robotică fără intervenție umană. Următoarele misiuni NMP care încă vor zbura includ un grup de sateliți mici, numiți nano-sats, care vor face măsurători simultane din mai multe locuri din spațiul magnetosferei Pământului și testarea echipamentelor care vor fi utilizate în misiunea LISA (Interferometru Spațial Interferometru), o misiune misiune comună între NASA și Agenția Spațială Europeană. Singura misiune NMP nereușită până în prezent a fost Deep Space 2, care au fost Microprobes-urile Marte care făceau parte din nenorocitul Mars Polar Lander.
NASA a anunțat recent cea mai nouă misiune NMP, Space Technology 8, care este un proiect de validare a subsistemului. Este o colecție de patru experimente de sine stătătoare care vor călători în spațiu pe o navă spațială mică, cu costuri reduse, disponibilă în prezent, denumită un transportor New Millennium. Primul experiment de pe ST8 se numește Sail Mast, care este un catarg din grafit ultra-ușor. Aplicațiile pentru Sail Mast sunt nave spațiale care necesită structuri de membrană mari care trebuie să fie dislocate, cum ar fi pânze solare, umbrele de soare telescop, optică cu deschidere mare, brațe instrumente, antene sau ansambluri cu tablouri solare. "Există o serie de misiuni care au fost identificate pe harta rutieră a NASA pentru viitor, care ar putea beneficia de această capacitate", a spus Stevens. „Acesta va fi un pas important înainte în masa structurii. Operam într-un? kg pe metru de masă pentru un braț de 30 sau 40 de metri care poate fi depozitat compact și are o rigiditate rezonabilă. "
Al doilea experiment este sistemul ultraflex de generație solară Ultraflex. Acesta este un sistem solar cu putere mare, extrem de ușor. „Aceasta ar putea fi folosită pentru o misiune care are nevoie de putere semnificativă într-un sistem ușor, care poate fi implementat, cum ar fi propulsia electrică solară, sau ar putea fi folosită și pe suprafața corpurilor planetare”, a spus Stevens. „Ne uităm să creștem puterea specifică a tabloului la mai mult de 170 de wați pe kilogram pe un tablou care are cel puțin 7 kilowati de putere.”
Cel de-al treilea experiment este Sistemul de calcul cu toleranță a defecțiunilor adaptabile mediului. „Aici obiectivul este să folosească procesoarele comerciale de pe rafturi configurate într-o arhitectură care să fie tolerantă la erori la tulburările de evenimente unice cauzate de radiații”, a spus Stevens. „Vrem să arătăm că acesta este un design robust, care poate fi utilizat în spațiu fără a fi nevoie să folosească piese cu radiații dure, deoarece obțineți o creștere semnificativă a vitezei și capacității de procesare față de procesoarele cu radiație. Vrem să reducem costurile cu o fiabilitate ridicată. ” Aceasta poate fi folosită pentru prelucrarea datelor științifice la bordul unei nave spațiale și pentru funcții de control autonom.
Experimentul final pe ST8 este Sistemul de gestionare termică a tubului de căldură în buclă în miniatură. „Ceea ce vrem să facem aici este să reducem constrângerile termice la proiectarea micilor nave spațiale și să gestionăm căldura și nevoia de răcire, fără a cheltui cantități semnificative de putere”, a spus Stevens. Acest sistem propune să gestioneze eficient echilibrul termic în cadrul navei spațiale luând căldură acolo unde este produs de, de exemplu, electronice și să-l furnizeze altor locuri din nava spațială care au nevoie de căldură. Nu are părți mobile și nu necesită putere.
Misiunea ST8 ar trebui să fie gata de lansare în 2008.
În iulie 2005, NASA intenționează să anunțe furnizorii de tehnologie pentru următoarea misiune NMP. ST9 va fi o misiune de validare a sistemului integrat. Sunt considerate cinci concepte diferite și toate cele cinci sunt considerate domenii cu prioritate mare pentru NASA. Sunt:
- Tehnologia sistemului de zbor cu solare solară
- Tehnologia sistemului de aerocaptura pentru misiunile planetare
- Tehnologia sistemului de zbor cu formare precisă
- Tehnologia sistemului pentru telescoape spațiale mari
- Sistem automat de aterizare ghidat de teren pentru nave spațiale
Toate cele cinci concepte vor fi studiate în cursul anului următor. După finalizarea acestor studii, unul dintre cele cinci concepte va fi selectat pentru ST9. Timpul de lansare va depinde de ce concept este selectat, dar este în mod provizoriu în intervalul de timp 2008-2009.
Stevens este alături de NMP de la constituire și este manager de program timp de 3 ani. Îi place să poată demonstra tehnologii avansate, astfel încât să poată fi încorporate în viitoarele misiuni. „Este o afacere interesantă, o afacere cu risc foarte ridicat”, a spus el, „deoarece tehnologia avansată este atât de incertă în ceea ce privește cât timp va dura și cât va costa”. El a spus că validarea experimentului autonom cu vehicule spațiale a fost deosebit de satisfăcătoare. „Actualele rovers Marte sunt extrem de intensificate în forță de muncă, dar NASA nu a fost dispusă să redea funcționarea unei nave spațiale către un pachet software, așa că cred că această validare a fost un pas major.” Stevens a spus că biroul său are o activitate de perfuzie tehnologică care se desfășoară în prezent cu programul Mars, căutând să folosească această capacitate pentru viitoarele misiuni, precum roverul Mars Science Laboratory, programat pentru lansare în 2009.
Scris de Nancy Atkinson
