NASA naujoji tūkstantmečio programa (NMP) buvo sumanyta kaip būdas paspartinti pažangiųjų technologijų naudojimą vykdant mokslo misijas. „Buvo pripažinta, kad JAV daro dideles investicijas į pažangias technologijas“, - teigė NMP programų vadovas dr. Christopheris Stevensas ir kad jos turėjo realias programas, skirtas arba sumažinti išlaidas, arba suteikti naujas galimybes mokslui. misijos. “ Tačiau diegti šias technologijas į realias mokslo misijas kosmose yra labai rizikinga dėl neaiškumų, susijusių su naujomis technologijomis. NMP sumažina šią riziką patvirtindamas naują technologiją skraidydamas ir išbandydamas ją kosmose. „Mes pasiimame technologijas, kurios yra pasirengusios žengti į priekį iš laboratorijos, ir subrandina jas, kad jos būtų pasirengusios išvykti į kosmosą“, - teigė Stevensas, „tačiau operatyvinės misijos ateityje gali trukti nuo 10 iki 20 metų“.
NMP vykdo dviejų tipų misijas ar sistemas. Vienas iš jų yra integruotos sistemos patvirtinimas, kai tiriama visa skrydžio sistema. Antrasis tipas yra posistemio patvirtinimo misija, kai kosminėje transporto priemonėje atliekami maži, savarankiški eksperimentai, tačiau transporto priemonė nėra eksperimentų dalis.
NMP 1995 m. Kartu įsteigė NASA Kosmoso mokslo ir Žemės mokslo tarnyba, o praeityje misijos paprastai buvo atskirtos kaip pritaikomos būsimiems Žemės mokslo ar kosmoso mokslo misijų poreikiams. Dabar NMP valdo NASA Mokslo misijos direktoratas ir daugiausia dėmesio skiria trijų mokslo sričių poreikiams: Žemės – Saulės sistemos, Saulės sistemos tyrinėjimai ir Visata.
Programa prasidėjo 1998 m. „Deep Space 1“ misija, kuri buvo kosmoso mokslas, integruotos sistemos patvirtinimas. DS1 apibrėžianti technologija buvo saulės elektrinė arba joninė varomoji jėga. „Buvo žinoma, kad ši technologija gali sumažinti varikliui reikalingą masę, palyginti su įprastine chemine varomąja jėga, tačiau niekas nenorėjo rizikuoti, kad ji skraidys nepatikrinta kosmose“, - teigė Stevensas. DS1 sėkmingai įrodė jonų varymo efektyvumą, o dabar vėlesnės misijos naudos tokio tipo varymą, įskaitant būsimą Aušros misiją.
Kiti sėkmingi NMP patvirtinimai apima LANDSAT tipo palydovų patobulinimus ir išlaidų sumažinimą bei autonominio mokslo erdvėlaivio, turinčio skrydžio planavimo programinę įrangą, kuri gali būti naudojama maršrutizatoriuose, taip pat orbitoje skriejančio erdvėlaivio bandymai, kad būtų galima suplanuoti robotinę misiją be žmogaus įsikišimo. Būsimose NMP misijose, į kurias dar nereikia skristi, yra grupė mažų palydovų, vadinamų nanosatais, kurie vienu metu atliks matavimus iš daugelio vietų Žemės magnetosferoje, ir įrangos, kuri bus naudojama lazerio interferometro kosminės antenos (LISA) misijoje, bandymai. bendra NASA ir Europos kosmoso agentūros misija. Vienintelė iki šiol nesėkminga NMP misija buvo „Deep Space 2“, tai buvo „Mars“ mikroprobai, kurie buvo blogo Marso „Polar Lander“ dalis.
NASA neseniai paskelbė apie naujausią NMP misiją „Space Technology 8“, kuri yra posistemio patvirtinimo projektas. Tai yra keturių atskirų eksperimentų, kurie keliaus į kosmosą mažu, nebrangiu, šiuo metu prieinamu erdvėlaiviu, pramintu „New Millennium“ nešikliu, kolekcija. Pirmasis eksperimentas su ST8 vadinamas „Sail Mast“, kuris yra ypač lengvas grafito stiebas. „Burės stiebo“ programos yra erdvėlaiviai, kuriems reikalingos didelės membraninės struktūros, kurias reikia panaudoti, pavyzdžiui, saulės burės, teleskopiniai saulės skydai, didelės apertūros optika, prietaisų strėlės, antenos ar saulės kolektorių rinkiniai. „NASA ateities plane yra nustatyta daugybė misijų, kurioms ši galimybė galėtų būti naudinga“, - sakė Stevensas. „Tai bus reikšmingas žingsnis į priekį struktūros masėje. Mes dirbame? kg masės metrui 30 ar 40 metrų strėlės, kurią galima laikyti kompaktiškai ir turinčios pagrįstą standumą. “
Antrasis eksperimentas yra naujos kartos saulės baterijų sistema „Ultraflex“. Tai yra labai galingas, ypač lengvas saulės kolektorius. „Tai gali būti panaudota misijai, kuriai reikia didelės galios, naudojant lengvą, dislokuojamą masyvą, pavyzdžiui, saulės varomajai jėgainei, taip pat tai galėtų būti naudojama planetų kūnų paviršiuje“, - teigė Stevensas. „Mes siekiame padidinti masyvo savitąją galią iki didesnės kaip 170 vatų už kilogramą masyve, turinčiame bent 7 kilovatus galios.“
Trečiasis eksperimentas yra aplinkai pritaikoma gedimų netolerantiška skaičiavimo sistema. „Čia tikslas yra naudoti komercinius procesorius, sukonfigūruotus architektūroje, kuri yra atspari trikdžiams dėl radiacijos sukeltų pavienių įvykių, - sakė Stevensas. „Mes norime parodyti, kad tai yra tvirta konstrukcija, kurią galima naudoti kosmose, nenaudojant kietų spinduliuotės dalių, nes jūs žymiai padidinsite apdorojimo greitį ir pajėgumus, palyginti su šiuo metu prieinamais radiacijos kietų procesoriais. Norime labai patikimai sumažinti sąnaudas. “ Tai gali būti naudojama mokslo duomenims apdoroti erdvėlaivyje ir autonominėms valdymo funkcijoms atlikti.
Paskutinis bandymas su ST8 yra miniatiūrinių kilpų šilumos vamzdžių maža šilumos valdymo sistema. „Tai, ką mes norime padaryti, yra sumažinti šiluminius suvaržymus mažų erdvėlaivių dizainui ir valdyti šilumą bei aušinimo poreikį neišleidžiant daug energijos“, - sakė Stevensas. Ši sistema siūlo efektyviai valdyti šiluminę pusiausvyrą erdvėlaivyje, pasiimant šilumą ten, kur ją gamina, pavyzdžiui, elektronika, ir tiekti ją kitoms erdvėlaivio vietose, kuriai reikia šilumos. Jis neturi judančių dalių ir jam nereikia energijos.
ST8 misija turėtų būti parengta pradėti 2008 m.
2005 m. Liepos mėn. NASA planuoja paskelbti technologijos tiekėjus kitai NMP misijai. ST9 bus integruotos sistemos patvirtinimo misija. Yra penkios skirtingos sąvokos, kurios yra svarstomos, ir visos penkios yra laikomos NASA prioritetinėmis sritimis. Jie yra:
- Saulės burių skrydžio sistemos technologija
- Aerocapture sistemos technologija planetinėms misijoms
- Tikslaus formavimo skraidymo sistemos technologija
- Didelių kosminių teleskopų sistemos technologija
- Kosminė erdvėlaivių automatizuota tūpimo sistema
Ateinančiais metais bus tiriamos visos penkios sąvokos. Užbaigus šiuos tyrimus bus pasirinkta viena iš penkių ST9 koncepcijų. Paleidimo laikas priklausys nuo to, kokia koncepcija bus pasirinkta, tačiau laikinai tai bus 2008–2009 m.
Stevensas buvo NMP nuo pat susikūrimo dienos ir buvo 3 metų programos vadovas. Jis džiaugiasi galėdamas pademonstruoti pažangias technologijas, kad jas būtų galima pritaikyti būsimose misijose. „Tai įdomus ir labai rizikingas verslas, - sakė jis, - kadangi pažangioji technologija yra tokia neaiški, kiek tai užtruks ir kiek kainuos“. Jis sakė, kad autonominio mokslo erdvėlaivio eksperimento įteisinimas buvo ypač naudingas. „Dabartiniai„ Mars “maršrutizatoriai reikalauja daug darbo, tačiau NASA nenorėjo pakeisti kosminio laivo naudojimo į programinės įrangos paketą, todėl aš manau, kad šis patvirtinimas buvo didelis žingsnis“. Stevensas teigė, kad jo biure vykdoma technologijų infuzijos veikla, šiuo metu vykdoma kartu su „Mars“ programa, norima panaudoti šią galimybę būsimoms misijoms, pavyzdžiui, „Mars Science Laboratory“ roverį, kurį planuojama pradėti 2009 m.
Parašė Nancy Atkinson
