Програмата за новото хилядолетие на НАСА беше замислена като начин за ускоряване на използването на съвременни технологии в оперативните научни мисии. „Беше признато, че Съединените щати правят значителни инвестиции в напреднали технологии“, казва д-р Кристофър Стивънс, мениджър на програмата за NMP, „и че имат реални приложения или за намаляване на разходите, или за осигуряване на нови възможности за наука мисии ". Влагането на тези технологии в реални научни мисии в космоса обаче е висок риск поради несигурността, която идва с възникващите технологии. NMP намалява тези рискове с валидиране на нова технология чрез летене и тестване в космоса. „Ние приемаме технологии, които са готови да продължат напред от лабораторията и да ги отлежават, така че да са готови да отидат в космоса“, казва Стивънс, „но оперативните мисии могат да бъдат от 10 до 20 години в бъдеще.“
Има два типа мисии или системи, които NMP изпълнява. Единият е интегрирана система за валидиране, при която цялата полетна система е обект на разследването. Вторият тип е мисия за валидиране на подсистемата, където малки, самостоятелни експерименти се провеждат на космическо превозно средство, но превозното средство не е част от експериментите.
NMP е създадена съвместно през 1995 г. от Службата за космически науки на НАСА и от Службата за науката на Земята, а в миналото мисиите обикновено се разделяха като приложими за бъдещите нужди на Земята или космическата научна мисия. Сега NMP се управлява от Дирекцията за научна мисия на НАСА и се фокусира върху нуждите на три области на науката: системата Земя-Слънце, изследване на слънчевата система и Вселената.
Програмата започна с мисията Deep Space 1 през 1998 г., която беше космическа наука, интегрирана система за валидиране. Определящата технология на DS1 беше слънчево електрическо или йонно задвижване. „Известно беше, че тази технология е способна да намали масата, необходима за задвижване над конвенционалното химическо задвижване, но никой не искаше да поеме риска да лети непроверен в космоса“, казва Стивънс. DS1 успешно доказа ефективността на йонното задвижване и сега следващите мисии ще използват този тип задвижване, включително предстоящата мисия на зората.
Други успешни валидации на NMP включват подобрения и намаляване на разходите за спътници от тип LANDSAT и тестване на автономен научен космически кораб, който има софтуер за планиране на полети, който може да се използва на роувъри, както и орбитален космически кораб за препланиране на роботизирана мисия без човешка намеса. Предстоящите мисии на NMP, които тепърва ще летят, включват група малки спътници, наречени нано-сати, които ще извършват едновременни измервания от множество места в космическата магнитосфера на Земята и тестване на оборудването, което ще се използва в мисията за космическа антена на лазерния интерферометър (LISA), съвместна мисия между НАСА и Европейската космическа агенция. Единствената неуспешна мисия на NMP досега беше Deep Space 2, която беше микропробите на Марс, които бяха част от злополучния Марс Полярна земя.
НАСА наскоро обяви най-новата мисия за NMP - Space Technology 8, която е проект за валидиране на подсистемата. Това е колекция от четири самостоятелни експеримента, които ще пътуват в космоса на малък, нискотарифен, в момента космически кораб, наречен носител на новото хилядолетие. Първият експеримент на ST8 се нарича Sail Mast, който представлява ултра лека графитна мачта. Приложенията за Sail Mast са космически кораби, които изискват големи мембранни структури, които трябва да бъдат разгърнати, като слънчеви платна, сенници за телескопи, оптика с голяма бленда, инструментални стрели, антени или сглобки на слънчеви масиви. „Има редица мисии, които са идентифицирани в пътната карта на НАСА за бъдещето, които биха могли да се възползват от тази способност“, каза Стивънс. „Това ще бъде значителна крачка напред в масата на структурата. Ние работим в? kg на метър диапазон на маса за стрела от 30 или 40 метра, която може да се складира компактно и има разумна твърдост. "
Вторият експеримент е системата Ultraflex Next Generation Solar Array. Това е много мощен, изключително лек слънчев масив. „Това може да се използва за мисия, която се нуждае от значителна мощност в лек, разглобяем масив, като например за слънчево електрическо задвижване, или може да се използва и на повърхността на планетарните тела“, казва Стивънс. „Търсим увеличаване на специфичната мощност на масива до по-голяма от 170 вата на килограм за масив, който има поне 7 киловата мощност.“
Третият експеримент е изчислителната система за толерантни отклонения в околната среда. „Тук целта е да се използват комерсиални офлайн процесори, конфигурирани в архитектура, която е устойчива на откази към разстройства на единични събития, причинени от радиация“, каза Стивънс. „Искаме да покажем, че това е здрава конструкция, която може да се използва в космоса, без да се налага използването на твърди радиационни части, тъй като получавате значително увеличение на скоростта на обработка и възможностите в сравнение с наличните в момента радиационно-твърди процесори. Искаме да намалим разходите с висока надеждност. " Това може да се използва за обработка на научни данни на борда на космически кораб и за функции на автономно управление.
Последният експеримент на ST8 е системата за термично управление с миниатюрна термо тръба. „Това, което искаме да направим тук, е да намалим топлинните ограничения при проектирането на малки космически кораби и да управляваме топлината и необходимостта от охлаждане, без да изразходваме значителни количества енергия“, каза Стивънс. Тази система предлага ефективно управление на топлинния баланс в космическия кораб, като се отвежда топлина, където тя се произвежда, например от електрониката, и я предоставя на други места в космическия кораб, които се нуждаят от топлина. Той няма подвижни части и не се нуждае от захранване.
Мисията ST8 трябва да е готова за стартиране през 2008 г.
През юли 2005 г. НАСА планира да обяви доставчиците на технологии за следващата мисия на NMP. ST9 ще бъде интегрирана система за валидиране на системата. Има пет различни концепции, които се разглеждат и всички пет се разглеждат като области с висок приоритет за НАСА. Те са:
- Технология на полетната система за слънчеви платна
- Система на аерокасета за планетарни мисии
- Прецизна технология за летяща система
- Системна технология за големи космически телескопи
- Система за автоматично кацане, управлявана от терена за космически кораби
Всички пет концепции ще бъдат проучени през следващата година. След приключване на тези проучвания, една от петте концепции ще бъде избрана за ST9. Времето за стартиране ще зависи от това коя концепция е избрана, но е ориентировъчно във времевата рамка за 2008-2009 г.
Стивънс е с NMP от създаването си и е бил мениджър на програми от 3 години. Той се радва да може да демонстрира модерни технологии, така че те да могат да бъдат включени в бъдещи мисии. "Това е вълнуващ бизнес, много рисков бизнес", каза той, "тъй като напредналата технология е толкова несигурна по отношение на това колко време ще отнеме и колко ще струва." Той каза, че валидирането на експеримента с автономни научни космически кораби е особено полезно. „Настоящите марсоходци на Марс са изключително трудоемки, но НАСА не желае да прехвърли работата на космически кораб на софтуерен пакет, така че смятам, че тази проверка е била основна стъпка.“ Стивънс заяви, че в кабинета му има технологична инфузионна дейност, която в момента се осъществява с програмата Марс, като се използва използването на тази способност за бъдещи мисии, като роувъра на Mars Science Laboratory, планиран да стартира през 2009 г.
Написано от Нанси Аткинсън
