NASA: n uusi vuosituhatohjelma (NMP) suunniteltiin keinoksi nopeuttaa kehittyneen tekniikan käyttöä operatiivisissa tiedeoperaatioissa. "Tunnustettiin, että Yhdysvallat teki huomattavia investointeja edistyneisiin tekniikoihin", sanoi NMP: n ohjelmapäällikkö Christopher Stevens. "Ja että heillä oli todellisia sovelluksia joko kustannusten vähentämiseksi tai uuden tiedekyvyn tarjoamiseksi. tehtäviä.” Näiden tekniikoiden tuominen todellisiin tieteen tehtäviin avaruudessa on kuitenkin suuri riski syntyvän tekniikan epävarmuuden takia. NMP vähentää näitä riskejä validoimalla uusi tekniikka lentämällä ja testaamalla sitä avaruudessa. "Otamme tekniikat, jotka ovat valmiita menemään eteenpäin laboratoriosta, ja kypsymme ne, jotta ne ovat valmiita menemään avaruuteen", Stevens sanoi, "mutta operatiiviset tehtävät voivat olla 10-20 vuotta tulevaisuudessa."
NMP toteuttaa kahta tyyppiä tehtäviä tai järjestelmiä. Yksi on integroitu järjestelmän validointi, jossa koko lentojärjestelmä on tutkimuksen kohteena. Toinen tyyppi on osajärjestelmän validointitehtävä, jossa pieniä, itsenäisiä kokeita suoritetaan avaruusaluksella, mutta ajoneuvo ei kuulu kokeisiin.
NMP: n perustivat vuonna 1995 NASA: n avarustieteellinen toimisto ja maatieteellisen tutkimuksen toimisto, ja aikaisemmin tehtävät erotettiin yleensä käytettäväksi tulevaisuuden maatieteen tai avaruustieteen tarpeisiin. NMP: tä johtaa nyt NASA: n tiedeoperaation pääosasto, ja se keskittyy kolmen tiedealueen tarpeisiin: Maan-aurinkojärjestelmän, aurinkokunnan tutkimuksen ja maailmankaikkeuden tarpeisiin.
Ohjelma alkoi Deep Space 1 -operaatiolla vuonna 1998, joka oli avaruus tieteen, integroidun järjestelmän validointi. DS1: n määrittelevä tekniikka oli aurinkoenergian tai ionin käyttövoima. "Tiedettiin, että tällä tekniikalla pystyttiin vähentämään propulsioon tarvittavaa massaa tavanomaisen kemiallisen käyttövoiman verrattuna, mutta kukaan ei halunnut ottaa riskiä lentää sitä testaamattomana avaruudessa", Stevens sanoi. DS1 on onnistuneesti osoittanut ionin käyttövoiman tehokkuuden, ja nyt myöhemmissä tehtävissä käytetään tämän tyyppistä työntövoimaa, mukaan lukien tuleva Dawn-tehtävä.
Muihin onnistuneisiin NMP-validointeihin sisältyy LANDSAT-tyyppisten satelliittien parannuksia ja kustannusten alentamista sekä itsenäisen tiedeavaruusaluksen testaus. Siinä on lennonsuunnitteluohjelmisto, jota voidaan käyttää reiteillä, tai kiertää avaruusaluksia robottioperaation suunnittelemiseksi uudelleen ilman ihmisen väliintuloa. Tuleviin NMP-tehtäviin, jotka ovat vielä lentämättä, kuuluu joukko pieniä satelliitteja, nimeltään nanosatit, jotka tekevät samanaikaisia mittauksia useista eri puolista maapallon magnetosfäärin avaruutta, sekä laserinferferometriavarianteen (LISA) operaatiossa käytettävien laitteiden testaamiseen, NASA: n ja Euroopan avaruusjärjestön yhteinen operaatio. Ainoa epäonnistunut NMP-operaatio tähän mennessä oli Deep Space 2, joka oli Marsin mikroprobbeja, jotka olivat osa pahantahtoista Mars Polar Landeria.
NASA ilmoitti äskettäin NMP: n uusimmasta tehtävästä, Space Technology 8, joka on osajärjestelmän validointiprojekti. Se on kokoelma neljästä erillisestä kokeilusta, jotka matkustavat avaruuteen pienellä, edullisella, tällä hetkellä saatavilla olevalla avaruusaluksella, nimeltään New Millennium -alusta. Ensimmäinen kokeilu ST8: lla on nimeltään Sail Mast, joka on erittäin kevyt grafiittimasto. Sail Mast -sovellukset ovat avaruusaluksia, jotka vaativat suuria kalvorakenteita, jotka on asennettava, kuten aurinkopurjet, kaukoputken aurinkovarjot, suuri aukon optiikka, instrumenttipuomit, antennit tai aurinkokennokokoonpanot. "NASA: n tulevaisuuden etenemissuunnitelmassa on määritelty joukko tehtäviä, jotka voisivat hyötyä tästä kyvystä", Stevens sanoi. ”Tämä on merkittävä askel eteenpäin rakenteen massassa. Toimimme? kg massametriä kohti 30 tai 40 metriä puomia, joka voidaan sijoittaa kompaktille ja jolla on kohtuullinen jäykkyys. "
Toinen koe on Ultraflex Next Generation Solar Array System. Tämä on suuritehoinen, erittäin kevyt aurinkopaneeli. "Tätä voitaisiin käyttää operaatioon, joka tarvitsee merkittävää voimaa kevyessä, siirrettävissä olevassa ryhmässä, kuten aurinkovoiman sähkökäyttöä varten, tai sitä voidaan käyttää myös planeettakappaleiden pinnalla", Stevens sanoi. "Tarkoitamme kasvattaa ryhmän ominaistehoa yli 170 wattiin kilogrammaa kohti ryhmässä, jonka teho on vähintään 7 kilowattia."
Kolmas koe on ympäristöystävällinen vikasietoinen laskentajärjestelmä. "Tässä tavoitteena on käyttää kaupallisia hyllyprosessoreita, jotka on konfiguroitu arkkitehtuuriin, joka on vikasietoinen säteilyn aiheuttamiin yksittäisiin tapahtumiin liittyviin häiriöihin", Stevens sanoi. ”Haluamme osoittaa, että tämä on vankka muotoilu, jota voidaan käyttää avaruudessa ilman, että tarvitset säteilyä kovia osia, koska saat prosessointinopeuden ja -kapasiteetin huomattavasti enemmän kuin tällä hetkellä saatavilla olevilla säteily-kovilla prosessoreilla. Haluamme vähentää kustannuksia erittäin luotettavasti. ” Tätä voidaan käyttää tieteellisen datan käsittelemiseen avaruusaluksella ja autonomisiin ohjaustoimintoihin.
Viimeinen kokeilu ST8: lla on Miniature Loop Heat Pipe Small Thermal Management System. "Haluamme tehdä täällä pienten avaruusalusten suunnittelun lämpörajoitteiden vähentämisen ja lämmön hallinnan sekä jäähdytystarpeen hallitsemisen ilman merkittäviä määriä voimaa", Stevens sanoi. Järjestelmä ehdottaa, että avaruusaluksen lämpötasapainoa hallitaan tehokkaasti ottamalla lämpöä esimerkiksi elektroniikan tuottamaan paikkaan, ja toimittamaan se muihin lämpöä tarvitseviin avaruusaluksen paikkoihin. Siinä ei ole liikkuvia osia eikä se vaadi virtaa.
ST8-operaation pitäisi olla valmis aloittamaan vuonna 2008.
Heinäkuussa 2005 NASA aikoo ilmoittaa teknologian toimittajille seuraavalle NMP-operaatiolle. ST9 on integroitu järjestelmän validointitehtävä. Meitä harkitaan viidellä eri käsitteellä, ja kaikkia viittä pidetään NASA: n ensisijaisen tärkeinä alueina. He ovat:
- Aurinkopurjejärjestelmätekniikka
- Ilmakaappausjärjestelmätekniikka planeettamatkoihin
- Tarkkuusmuodostuksen lentävä järjestelmäteknologia
- Järjestelmäteknologia suurille avaruusteleskoopeille
- Maasto-ohjattava automaattinen laskeutumisjärjestelmä avaruusaluksille
Kaikkia viittä konseptia tutkitaan seuraavan vuoden aikana. Näiden tutkimusten päätyttyä yksi viidestä käsitteestä valitaan ST9: lle. Käynnistysaika riippuu valitusta konseptista, mutta on alustavasti ajanjaksolla 2008-2009.
Stevens on ollut NMP: n kanssa sen perustamisesta lähtien, ja on ollut ohjelmanjohtajana 3 vuotta. Hän nauttii kyvystä esitellä edistyksellisiä tekniikoita, jotta ne voidaan sisällyttää tuleviin tehtäviin. "Se on mielenkiintoinen liiketoiminta, erittäin riskialtinen yritys", hän sanoi, "koska edistyksellinen tekniikka on niin epävarmaa, kuinka kauan se vie ja kuinka paljon se maksaa." Hän sanoi, että autonomisen tiedeavaruusaluksen kokeilun validointi on ollut erityisen palkitsevaa. "Nykyiset Mars-reitit ovat erittäin työvoimavaltaisia, mutta NASA ei ole halunnut muuttaa avaruusaluksen toimintaa ohjelmistopaketiksi, joten mielestäni tämä validointi on ollut merkittävä askel." Stevens kertoi, että hänen toimistossaan käydään parhaillaan Mars-ohjelman yhteydessä tapahtuvaa teknologiainfuusioaktiviteettia, jonka tarkoituksena on käyttää tätä kykyä tuleviin tehtäviin, kuten Mars Science Laboratory -reitti, jonka on tarkoitus käynnistää vuonna 2009.
Kirjoittanut Nancy Atkinson
