NASA jaunā tūkstošgades programma (NMP) tika iecerēta kā veids, kā paātrināt modernu tehnoloģiju izmantošanu operatīvās zinātnes misijās. "Tika atzīts, ka Amerikas Savienotās Valstis ir ieguldījušas ievērojamas investīcijas progresīvās tehnoloģijās," sacīja NMP programmu vadītājs Dr. Kristofers Stīvenss, "un ka viņiem bija reāls pielietojums, lai samazinātu izmaksas vai nodrošinātu jaunas iespējas zinātnei. misijas. ” Tomēr šo tehnoloģiju ieviešana reālās zinātnes misijās kosmosā ir liels risks nenoteiktības dēļ, kas rodas ar jaunajām tehnoloģijām. NMP samazina šos riskus, apstiprinot jauno tehnoloģiju, lidojot un pārbaudot to kosmosā. "Mēs ņemam tehnoloģijas, kuras ir gatavas virzīties uz priekšu no laboratorijas, un nobriedina tās, lai tās būtu gatavas doties kosmosā," sacīja Stīvenss, "taču operatīvās misijas nākotnē varētu būt 10 līdz 20 gadi."
NMP veic divu veidu misijas vai sistēmas. Viens no tiem ir integrētas sistēmas validācija, kuras laikā tiek izmeklēta visa lidojuma sistēma. Otrais veids ir apakšsistēmas validācijas misija, kurā mazus, patstāvīgus eksperimentus veic ar kosmosa transportlīdzekli, bet transportlīdzeklis neietilpst eksperimentos.
NMP 1995. gadā kopīgi nodibināja NASA Kosmosa zinātnes birojs un Zemes zinātnes birojs, un agrāk misijas parasti tika nodalītas kā piemērojamas turpmākām Zemes zinātnes vai kosmosa zinātnes misiju vajadzībām. Tagad NMP pārvalda NASA Zinātnes misijas direktorāts, un tā koncentrējas uz trīs zinātnes jomu vajadzībām: Zeme-Saule, Saules sistēmas izpēte un Visums.
Programma sākās ar Deep Space 1 misiju 1998. gadā, kas bija kosmosa zinātnes, integrētas sistēmas validācija. DS1 definēšanas tehnoloģija bija saules elektriskā vai jonu piedziņa. "Bija zināms, ka šī tehnoloģija spēj samazināt piedziņai nepieciešamo masu salīdzinājumā ar parasto ķīmisko piedziņu, taču neviens negribēja uzņemties risku, ka tā tiks pārbaudīta kosmosā nepārbaudīta," sacīja Stīvenss. DS1 veiksmīgi pierādīja jonu piedziņas efektivitāti, un tagad turpmākās misijas izmantos šāda veida piedziņu, ieskaitot gaidāmo Dawn misiju.
Citas veiksmīgas NMP validācijas ietver LANDSAT tipa satelītu uzlabojumus un izmaksu samazināšanu un autonoma zinātniskā kosmosa kuģa testēšanu, kuram ir lidojuma plānošanas programmatūra, kuru var izmantot uz roveriem, kā arī kosmosa kuģa riņķošanai apkārt, lai pārplānotu robotizētu misiju bez cilvēka iejaukšanās. Gaidāmajās NMP misijās, kuras vēl nav lidojamas, ir iekļauta mazu satelītu grupa, ko sauc par nano-sats, kuri vienlaikus veiks mērījumus no vairākām vietām Zemes magnetosfēras kosmosā, un aprīkojuma testēšana, kas tiks izmantots Lāzera interferometra kosmosa antenas (LISA) misijā, NASA un Eiropas Kosmosa aģentūras kopīga misija. Vienīgā līdz šim neveiksmīgā NMP misija bija Deep Space 2, kas bija Marsa mikroproblēmas, kas bija daļa no nelojālā Marsa Polārā Landera.
NASA nesen paziņoja par jaunāko NMP misiju - Space Technology 8, kas ir apakšsistēmas validācijas projekts. Tā ir četru patstāvīgu eksperimentu kolekcija, kas dosies kosmosā ar nelielu, lētu, šobrīd pieejamu kosmosa kuģi, sauktu par New Millennium nesēju. Pirmais eksperiments ar ST8 tiek saukts par Sail Mast, kas ir īpaši viegls grafīta masts. Pieteikumi buras pacelšanai ir kosmosa kuģi, kuriem ir vajadzīgas lielas membrānas struktūras, kuras ir jāizvieto, piemēram, saules buras, teleskopu saulessargi, lielas diafragmas optika, instrumentu strēles, antenas vai saules bloku komplekti. "NASA nākotnes plānā ir noteiktas vairākas misijas, kuras varētu gūt labumu no šīm spējām," sacīja Stīvenss. “Tas būs ievērojams solis uz priekšu struktūras masā. Mēs darbojamies? kg uz masas metru 30 vai 40 metru stieņu stieņiem, kurus var kompakti novietot un kuriem ir saprātīga stingrība. ”
Otrais eksperiments ir Ultraflex nākamās paaudzes saules masīva sistēma. Tas ir lieljaudas, īpaši viegls saules masīvs. "To varētu izmantot misijai, kurai nepieciešama ievērojama jauda vieglā, izvietojamā blokā, piemēram, saules elektriskai piedziņai, vai arī to varētu izmantot uz planētu ķermeņu virsmas," sacīja Stīvenss. "Mēs skatāmies uz masīva īpatnējās jaudas palielināšanu līdz vairāk nekā 170 vatiem uz kilogramu masīvā, kura jauda ir vismaz 7 kilovatti."
Trešais eksperiments ir videi adaptīva kļūmju toleranta skaitļošanas sistēma. "Šeit mērķis ir izmantot komerciālus procesorus, kas konfigurēti arhitektūrā, kas ir izturīga pret traucējumiem pret radiācijas radītiem atsevišķiem notikumiem," sacīja Stīvenss. “Mēs vēlamies parādīt, ka šī ir izturīga konstrukcija, kuru var izmantot kosmosā, neizmantojot starojumam cietās daļas, jo jūs ievērojami palielināsit apstrādes ātrumu un iespējas salīdzinājumā ar šobrīd pieejamajiem starojuma cietiem procesoriem. Mēs vēlamies samazināt izmaksas ar augstu uzticamību. ” To var izmantot zinātnisko datu apstrādei kosmosa kuģī un autonomo vadības funkciju veikšanai.
Pēdējais eksperiments ar ST8 ir Miniatūras cilpas siltuma caurules maza termiskās pārvaldības sistēma. "Mēs šeit vēlamies samazināt mazo kosmosa kuģu projektēšanas termiskos ierobežojumus un pārvaldīt siltumu un nepieciešamību pēc dzesēšanas, netērējot ievērojamu enerģijas daudzumu," sacīja Stīvenss. Šī sistēma ierosina efektīvi pārvaldīt siltuma līdzsvaru kosmosa kuģī, ņemot siltumu tur, kur to, piemēram, ražo elektronika, un piegādāt to citām kosmosa kuģa vietām, kur nepieciešams siltums. Tam nav kustīgu daļu, un tam nav nepieciešama jauda.
ST8 misijai vajadzētu būt gatavai uzsākšanai 2008. gadā.
NASA 2005. gada jūlijā plāno paziņot tehnoloģiju piegādātājus nākamajai NMP misijai. ST9 būs integrētas sistēmas validācijas misija. Ir pieci dažādi jēdzieni, kurus mēs izskatām, un visas piecas tiek uzskatītas par NASA prioritārām jomām. Viņi ir:
- Buru lidojumu saules enerģijas tehnoloģija
- Aerocapture sistēmas tehnoloģija planētu misijām
- precīzas formēšanas lidojošās sistēmas tehnoloģija
- Sistēmas tehnoloģija lieliem kosmiskajiem teleskopiem
- Automātiska kosmosa kuģu nolaišanās sistēma, izmantojot reljefu
Visas piecas koncepcijas tiks pētītas nākamā gada laikā. Pēc šo pētījumu pabeigšanas ST9 tiks izvēlēta viena no piecām koncepcijām. Palaišanas laiks būs atkarīgs no izvēlētās koncepcijas, bet pagaidām tas ir paredzēts laika posmā no 2008. līdz 2009. gadam.
Stīvenss ir bijis NMP kopš tā izveidošanas brīža un 3 gadus bijis programmas vadītājs. Viņam patīk, ka viņš var demonstrēt progresīvas tehnoloģijas, lai tās varētu iekļaut turpmākajās misijās. "Tas ir aizraujošs bizness, ļoti augsta riska bizness," viņš teica, "jo uzlabotā tehnoloģija ir tik nenoteikta attiecībā uz to, cik ilgs laiks būs vajadzīgs un cik tas maksās." Viņš sacīja, ka autonomā zinātniskā kosmosa kuģa eksperimenta apstiprināšana ir bijusi īpaši labvēlīga. "Pašreizējie Marsa maršrutētāji ir ļoti darbietilpīgi, taču NASA nav vēlējusies pārvērst kosmosa kuģa darbību programmatūras paketē, tāpēc es domāju, ka šī validācija ir bijusi nozīmīgs solis." Stīvenss sacīja, ka viņa birojā notiek tehnoloģiju infūzijas aktivitātes, kas patlaban notiek ar Marsa programmu, apsverot iespēju izmantot šo iespēju nākamajām misijām, piemēram, Marsa zinātnes laboratorijas roverim, kuru plānots uzsākt 2009. gadā.
Raksta Nensija Atkinsone
