Nový program tisíciletí NASA (NMP) byl vytvořen jako způsob, jak urychlit používání pokročilých technologií v operačních vědeckých misích. „Bylo uznáno, že Spojené státy uskutečňují významné investice do pokročilých technologií,“ řekl Dr. Christopher Stevens, programový manažer pro NMP, „a že měli skutečné aplikace, aby buď snížili náklady, nebo poskytli nové vědecké schopnosti. mise. “ Zavedení těchto technologií do skutečných vědeckých misí ve vesmíru je však velkým rizikem kvůli nejistotě, která přichází s novými technologiemi. NMP tato rizika snižuje validací nové technologie létáním a testováním ve vesmíru. "Bereme technologie, které jsou připraveny jít vpřed z laboratoře, a vyzrály je, aby byly připraveny jít do vesmíru," řekl Stevens, "ale operační mise by v budoucnu mohly být 10 až 20 let."
NMP provádí dva typy misí nebo systémů. Jedním je integrovaná validace systému, kde je předmětem vyšetřování celý letový systém. Druhým typem je ověřovací mise subsystému, kdy malé samostatné experimenty jsou prováděny na kosmickém vozidle, ale vozidlo není součástí experimentů.
NMP byl společně založen v roce 1995 Úřadem pro vesmírnou vědu NASA a Úřadem pro vědu o Zemi, a v minulosti byly mise obvykle oddělené, aby byly použitelné pro budoucí potřeby vědy o Zemi nebo vesmírné vědy. NMP je nyní řízen ředitelstvím NASA Science Mission Directorate a zaměřuje se na potřeby tří vědeckých oblastí: systému Země-Slunce, průzkumu sluneční soustavy a vesmíru.
Program začal misí Deep Space 1 v roce 1998, což byla kosmická věda, integrovaná validace systému. Technologií definující DS1 byl solární elektrický nebo iontový pohon. "Bylo známo, že tato technologie má schopnost redukovat hmotnost potřebnou k pohonu oproti konvenčnímu chemickému pohonu, ale nikdo nechtěl riskovat, že bude létat bez zkoušek ve vesmíru," řekl Stevens. DS1 úspěšně prokázala účinnost iontového pohonu a nyní následující mise budou používat tento typ pohonu, včetně nadcházející mise Dawn.
Mezi další úspěšné validace NMP patří vylepšení a snížení nákladů satelitů typu LANDSAT a testování autonomní vědecké kosmické lodi, která má software pro plánování letu, který lze použít na roverech, jakož i oběžnou kosmickou loď, aby znovu naplánovala robotickou misi bez lidského zásahu. Připravované mise NMP, které budou ještě létat, zahrnují skupinu malých satelitů zvaných nano-saty, které budou provádět simultánní měření z více míst v kosmické magnetosféře Země, a testování zařízení, které se má použít na misi Laser Interferometer Space Antenna (LISA), společná mise mezi NASA a Evropskou kosmickou agenturou. Jedinou dosud neúspěšnou misí NMP byl Deep Space 2, což byly Mars Microprobes, které byly součástí nešťastného Mars Polar Lander.
NASA nedávno oznámila nejnovější misi NMP, Space Technology 8, což je projekt ověření subsystému. Je to sbírka čtyř samostatných experimentů, které budou cestovat do vesmíru na malé, levné, v současné době dostupné kosmické lodi, nazvané New Millennium carrier. První experiment na ST8 se nazývá Sail Mast, což je ultralehký grafitový stožár. Aplikace pro Sail Mast jsou kosmické lodě, které vyžadují velké membránové struktury, které je třeba nasadit, jako jsou sluneční plachty, sluneční clony dalekohledu, velká optika clony, výložníky nástrojů, antény nebo sestavy solárních soustav. "Existuje řada misí, které byly identifikovány v plánu NASA pro budoucnost, které by mohly těžit z této schopnosti," řekl Stevens. "Bude to významný krok vpřed v hmotě struktury." Pracujeme v? kg na metr hmotnosti pro výložník 30 nebo 40 metrů, který lze kompaktně uložit a má rozumnou tuhost. “
Druhým experimentem je systém Ultraflex Next Generation Solar Array System. Jedná se o vysoce výkonné, extrémně lehké solární pole. "Mohlo by to být použito pro misi, která potřebuje významnou energii v lehkém, rozmístitelném poli, jako například pro solární elektrický pohon, nebo by to mohlo být také použito na povrchu planetárních těl," řekl Stevens. "Očekáváme zvýšení měrného výkonu pole na více než 170 wattů na kilogram na poli, které má nejméně 7 kilowattů energie."
Třetím experimentem je výpočetní systém tolerantní k poruchám prostředí. "Zde je cílem použití komerčních off-shelfových procesorů nakonfigurovaných v architektuře, která je odolná proti poruchám způsobeným radiačními událostmi," řekl Stevens. „Chceme ukázat, že se jedná o robustní konstrukci, kterou lze použít ve vesmíru, aniž byste museli používat součásti odolné vůči záření, protože oproti běžně dostupným procesorům odolným proti záření získáte výrazné zvýšení rychlosti zpracování a schopnosti. Chceme snížit náklady s vysokou spolehlivostí. “ To lze použít pro zpracování vědeckých údajů na palubě kosmické lodi a pro autonomní kontrolní funkce.
Posledním experimentem na ST8 je miniaturní smyčkový tepelný potrubní systém pro malé tepelné řízení. "Chceme zde udělat snížení tepelných omezení v konstrukci malých kosmických lodí a řízení tepla a potřebu chlazení bez vynaložení značného množství energie," řekl Stevens. Tento systém navrhuje účinně řídit tepelnou rovnováhu v kosmické lodi odebíráním tepla tam, kde je produkována například elektronikou, a poskytovat ji na jiná místa v kosmické lodi, která potřebují teplo. Nemá žádné pohyblivé části a nevyžaduje energii.
Mise ST8 by měla být připravena ke spuštění v roce 2008.
V červenci 2005 plánuje NASA oznámit poskytovatele technologií pro další misi NMP. ST9 bude integrovanou misí pro validaci systému. Je zvažováno pět různých konceptů a všech pět je považováno za oblasti s vysokou prioritou pro NASA. Oni jsou:
- Technologie letového solárního systému
- Technologie leteckého systému pro planetární mise
- Technologie systému létání s přesným tvarováním
- Systémová technologie pro velké kosmické dalekohledy
- Terénní automatický přistávací systém pro kosmické lodě
V příštím roce bude studováno všech pět konceptů. Po dokončení těchto studií bude pro ST9 vybrán jeden z pěti konceptů. Doba spuštění bude záviset na tom, který koncept je vybrán, ale předběžně je v časovém rámci 2008–2009.
Stevens byl s NMP od svého vzniku a 3 roky byl programovým manažerem. Užívá si schopnosti prokázat pokročilé technologie, aby je bylo možné začlenit do budoucích misí. "Je to vzrušující podnikání, vysoce rizikové podnikání," řekl, "protože pokročilá technologie je tak nejistá, pokud jde o to, jak dlouho to bude trvat a kolik to bude stát." Řekl, že validace autonomního experimentu s kosmickou lodí byla obzvláště přínosná. "Současné vozy Mars jsou velmi náročné na práci, ale NASA nebyla ochotna převést provoz kosmické lodi na softwarový balíček, takže si myslím, že toto ověření bylo významným krokem." Stevens uvedl, že jeho kancelář má v současné době v oblasti programu Mars činnost v oblasti infuzní technologie. Využívá tuto schopnost pro budoucí mise, jako je rover Mars Science Laboratory, naplánovaný na spuštění v roce 2009.
Napsal Nancy Atkinson
