NASA uus aastatuhande programm (NMP) oli mõeldud viisiks, kuidas kiirendada arenenud tehnoloogiate kasutamist teaduslikes missioonides. "Tõdeti, et Ameerika Ühendriigid on teinud suuri investeeringuid kõrgtehnoloogiasse," ütles NMP programmijuht dr Christopher Stevens, "ning et neil on reaalsed rakendused kulude vähendamiseks või teaduse uute võimaluste loomiseks. lähetused. ” Nende tehnoloogiate tegelik elluviimine kosmose teadusmissioonides on aga tekkiva tehnoloogiaga kaasneva ebakindluse tõttu suur oht. NMP vähendab neid riske uue tehnoloogia valideerimisega, lennates ja katsetades seda kosmoses. "Me võtame laborid, mis on valmis laborist edasi minema, ja küpsetame need nii, et nad oleksid valmis kosmosesse minema," ütles Stevens, "kuid operatiivsed missioonid võivad tulevikus olla 10 kuni 20 aastat."
NMP võtab ette kahte tüüpi missioone või süsteeme. Üks on integreeritud süsteemi valideerimine, kus uuritakse kogu lennusüsteemi. Teine tüüp on allsüsteemi valideerimise missioon, mille korral kosmoseaparaadiga viiakse läbi väikeseid eraldiseisvaid katseid, kuid sõiduk ei kuulu katsete hulka.
NMP loodi 1995. aastal NASA kosmoseteaduse büroo ja maateaduste büroo poolt ning minevikus eraldati missioonid tavaliselt tulevaste maateaduste või kosmoseteaduse missioonide vajadusteks. NMP-d juhib nüüd NASA teadusmissioonide direktoraat ja see keskendub kolme teadusvaldkonna vajadustele: Maa-Päikesesüsteem, Päikesesüsteemi uurimine ja Universum.
Programm algas 1998. aastal Deep Space 1 missiooniga, mis oli kosmoseteadus, integreeritud süsteemi valideerimine. DS1 defineerimistehnoloogiaks oli päikeseenergia ehk ioonjõu tõukejõud. "Oli teada, et see tehnoloogia suudab vähendada tavapärase keemilise tõukejõu abil tõukeks vajalikku massi, kuid keegi ei tahtnud võtta riski, et see lendab kosmoses katsetamata," ütles Stevens. DS1 tõestas ioonide tõukejõu tõhusust ja nüüd kasutavad hilisemad missioonid seda tüüpi tõukejõudu, sealhulgas eelseisvat Dawn-missiooni.
Muud NMP edukad valideerimised hõlmavad LANDSAT-tüüpi satelliitide täiustamist ja kulude vähendamist ning autonoomse teadusliku kosmoselaeva katsetamist, millel on lennutreeningutarkvara, mida saab kasutada nii marsruutidel kui ka kosmoselaevade orbiidil, et planeerida robotmissioon ilma inimese sekkumiseta. Eelseisvad NMP missioonid, mis pole veel lendu võtmas, hõlmavad rühma väikesi satelliite, mida nimetatakse nanosattideks, mis teevad samaaegseid mõõtmisi Maa magnetosfääri mitmest kohast kosmoses, ja laserinterferomeetri kosmoseantenni (LISA) missioonil kasutatavate seadmete testimiseks, NASA ja Euroopa Kosmoseagentuuri ühine missioon. Ainus seni ebaõnnestunud NMP-missioon oli Deep Space 2, milleks olid Marsi mikroproobid, mis kuulusid pahatahtliku Marsi Polari Landeri koosseisu.
NASA teatas hiljuti uuest NMP missioonist Space Technology 8, mis on alamsüsteemi valideerimisprojekt. See on neljast eraldiseisvast katsest koosnev kollektsioon, mis reisib kosmosesse väikese odava, praegu saadaval oleva kosmoselaevaga, mida nimetatakse New Millenniumi kandjaks. Esimene katse ST8-ga kannab nime Sail Mast, mis on ülikerge grafiidimast. Purjemaastiku rakendused on kosmoseaparaadid, mis vajavad suuri membraankonstruktsioone, mis vajavad kasutuselevõtmist, nagu näiteks päikesepurjed, teleskoobiga päikesevarjud, suure avaga optika, instrumentide poomid, antennid või päikesesüsteemide komplektid. "NASA tulevikukaardis on kindlaks määratud rida missioone, mis võiksid sellest võimekusest kasu saada," ütles Stevens. „See on oluline samm edasi konstruktsiooni massis. Me tegutseme? kg massivahemiku kohta 30 või 40-meetrise poomi korral, mida saab kompaktselt paigutada ja millel on mõistlik jäikus. ”
Teiseks eksperimendiks on Ultraflex Next Generation Solar Array System. See on suure võimsusega, eriti kerge päikesepaneel. "Seda saab kasutada missioonil, mis vajab märkimisväärset võimsust kerge, paigutatava massiivi korral, näiteks päikeseenergia elektriliseks käitamiseks või ka planeetide kehade pinnale," ütles Stevens. "Otsime massiivi erivõimsuse suurendamist üle 170 vatti kilogrammi kohta massiivil, millel on vähemalt 7 kilovatti võimsust."
Kolmas katse on keskkonnale kohanduv rikketolerantne arvutisüsteem. "Siinkohal on eesmärk kasutada ärilisi riiuliprotsessoreid, mis on konfigureeritud arhitektuuris, mis on tõrketaluvuses kiirguse põhjustatud üksikute sündmuste häiretele," ütles Stevens. „Tahame näidata, et see on jõuline disain, mida saab kasutada kosmoses ilma kiirguskõvasid osi kasutamata, kuna töötlemise kiirus ja võime suurendavad märkimisväärselt praegu saadaolevaid kiirguskindlaid protsessoreid. Soovime kõrge töökindlusega kulusid vähendada. ” Seda saab kasutada teadusandmete töötlemiseks kosmoselaeval ja autonoomsete juhtimisfunktsioonide jaoks.
Viimane katsetus ST8-ga on miniatuurse soojustoruga väike soojusjuhtimissüsteem. "Mida me siin teha tahame, on vähendada väikeste kosmoseaparaatide projekteerimisel tekkivaid termilisi piiranguid ning hallata soojust ja jahutusvajadust, ilma et kulutataks märkimisväärselt palju energiat," ütles Stevens. See süsteem soovitab tõhusalt hallata kosmoselaevade termilist tasakaalu, viies soojuse sinna, kus seda näiteks elektroonika tekitab, ja varustama seda kosmoselaeva muudesse kohtadesse, kus soojust vajatakse. Sellel pole liikuvaid osi ja see ei vaja voolu.
ST8 missioon peaks olema valmis käivitamiseks 2008. aastal.
2005. aasta juulis kavatseb NASA välja kuulutada järgmise NMP missiooni tehnoloogia pakkujad. ST9 on integreeritud süsteemi valideerimise missioon. Seal on viis erinevat kontseptsiooni, mida me kaalume, ja kõiki viit peetakse NASA jaoks esmatähtsateks valdkondadeks. Nemad on:
- päikese purjede lennusüsteemi tehnoloogia
- planetaarmissioonide jaoks loodud aerokultuurisüsteemi tehnoloogia
- täppisvormimise lennusüsteemi tehnoloogia
- süsteemtehnoloogia suurte kosmoseteleskoopide jaoks
- Kosmoseaparaatide automaatne maandumissüsteem
Järgmise aasta jooksul uuritakse kõiki viit kontseptsiooni. Pärast nende uuringute lõppu valitakse ST9 jaoks üks viiest kontseptsioonist. Käivitusaeg sõltub valitud kontseptsioonist, kuid esialgu on see ajavahemikul 2008–2009.
Stevens on olnud NMP koosseisus alates selle loomisest ja olnud 3 aastat programmijuht. Talle meeldib, kui tal on võimalik demonstreerida arenenud tehnoloogiaid, et neid saaks tulevastesse missioonidesse kaasata. "See on põnev äri, väga kõrge riskiga ettevõte," ütles ta. "Kuna arenenud tehnoloogia on nii ebakindel, kui kaua see võtab ja kui palju see maksma läheb." Ta ütles, et autonoomse teadusliku kosmoselaeva eksperimendi valideerimine on olnud eriti tänuväärne. "Praegused Marsi marsruudid on äärmiselt töömahukad, kuid NASA pole olnud nõus kosmoselaeva käitamist tarkvarapaketiga üle viima, nii et minu arvates on see valideerimine olnud suur samm." Stevens ütles, et tema kabinetis toimub praegu tehnoloogiaprogrammi Marsi programmi rakendamine, mille eesmärk on kasutada seda võimalust tulevasteks missioonideks, nagu näiteks Mars Science Laboratory rover, mis plaanitakse käivitada 2009. aastal.
Kirjutas Nancy Atkinson
