Το Πρόγραμμα Νέας Χιλιετίας της NASA (NMP) σχεδιάστηκε ως τρόπος επιτάχυνσης της χρήσης προηγμένων τεχνολογιών σε επιχειρησιακές επιστημονικές αποστολές. «Αναγνωρίστηκε ότι πραγματοποιήθηκαν σημαντικές επενδύσεις από τις Ηνωμένες Πολιτείες σε προηγμένες τεχνολογίες», δήλωσε ο Δρ Christopher Stevens, Διευθυντής Προγράμματος για το NMP, «και ότι είχαν πραγματικές εφαρμογές είτε για τη μείωση του κόστους είτε για την παροχή νέων δυνατοτήτων για την επιστήμη αποστολές. " Ωστόσο, η εισαγωγή αυτών των τεχνολογιών σε πραγματικές επιστημονικές αποστολές στο διάστημα αποτελεί υψηλό κίνδυνο λόγω της αβεβαιότητας που συνοδεύει την αναδυόμενη τεχνολογία. Το NMP μειώνει αυτούς τους κινδύνους με την επικύρωση νέας τεχνολογίας πετώντας και δοκιμάζοντάς το στο διάστημα. "Παίρνουμε τεχνολογίες που είναι έτοιμες να προχωρήσουν από το εργαστήριο και τις ωριμάσουν, ώστε να είναι έτοιμες να πάνε στο διάστημα", δήλωσε ο Stevens, "αλλά οι επιχειρησιακές αποστολές θα μπορούσαν να είναι 10 έως 20 χρόνια στο μέλλον."
Υπάρχουν δύο τύποι αποστολών ή συστημάτων που αναλαμβάνει η NMP. Το ένα είναι μια ολοκληρωμένη επικύρωση συστήματος, όπου ολόκληρο το σύστημα πτήσης αποτελεί το αντικείμενο της έρευνας. Ο δεύτερος τύπος είναι μια αποστολή επικύρωσης υποσυστήματος, όπου μικρά, αυτόνομα πειράματα διεξάγονται σε ένα διαστημικό όχημα, αλλά το όχημα δεν αποτελεί μέρος των πειραμάτων.
Το NMP ιδρύθηκε από κοινού το 1995 από το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης και το Γραφείο Επιστήμης της Γης της NASA, και στο παρελθόν, οι αποστολές συνήθως διαχωρίζονταν ως εφαρμόσιμες σε μελλοντικές ανάγκες της επιστήμης της Γης ή της διαστημικής επιστήμης. Το NMP διαχειρίζεται πλέον η Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής της NASA και εστιάζει στις ανάγκες τριών επιστημονικών περιοχών: του Συστήματος Γης-Ήλιου, της Εξερεύνησης του Ηλιακού Συστήματος και του Σύμπαντος.
Το πρόγραμμα ξεκίνησε με την αποστολή Deep Space 1 το 1998, η οποία ήταν μια διαστημική επιστήμη, ολοκληρωμένη επικύρωση συστήματος. Η καθοριστική τεχνολογία της DS1 ήταν ηλιακή ηλεκτρική, ή ιόν, πρόωση. «Ήταν γνωστό ότι αυτή η τεχνολογία είχε τη δυνατότητα να μειώσει τη μάζα που απαιτείται για την πρόωση έναντι της συμβατικής χημικής πρόωσης, αλλά κανείς δεν ήθελε να αναλάβει τον κίνδυνο να πετάξει χωρίς δοκιμή στο διάστημα», δήλωσε ο Stevens. Το DS1 απέδειξε με επιτυχία την αποτελεσματικότητα της πρόωσης ιόντων και τώρα οι επόμενες αποστολές θα χρησιμοποιήσουν αυτόν τον τύπο πρόωσης, συμπεριλαμβανομένης της επερχόμενης αποστολής της Dawn.
Άλλες επιτυχημένες επικυρώσεις NMP περιλαμβάνουν βελτιώσεις και μείωση κόστους των δορυφόρων τύπου LANDSAT και δοκιμή ενός αυτόνομου διαστημικού σκάφους επιστημονικής επιστήμης που διαθέτει λογισμικό προγραμματισμού πτήσεων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αναβάτες καθώς και σε τροχιά διαστημικού σκάφους για να σχεδιάσει εκ νέου μια ρομποτική αποστολή χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Οι επερχόμενες αποστολές NMP που δεν έχουν πετάξει περιλαμβάνουν μια ομάδα μικρών δορυφόρων που ονομάζονται νανο-sats που θα κάνουν ταυτόχρονες μετρήσεις από πολλά μέρη στο διάστημα της μαγνητόσφαιρας της Γης και τη δοκιμή εξοπλισμού που θα χρησιμοποιηθεί στην αποστολή Laser Interferometer Space Antenna (LISA), κοινή αποστολή μεταξύ της NASA και της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Η μόνη αποτυχημένη αποστολή NMP μέχρι στιγμής ήταν το Deep Space 2, το οποίο ήταν το Microprobes του Άρη που ήταν μέρος του άθλιου Mars Polar Lander.
Η NASA ανακοίνωσε πρόσφατα τη νεώτερη αποστολή NMP, Space Technology 8, η οποία είναι ένα έργο επικύρωσης υποσυστήματος. Πρόκειται για μια συλλογή τεσσάρων αυτόνομων πειραμάτων που θα ταξιδέψουν στο διάστημα με ένα μικρό, χαμηλού κόστους, επί του παρόντος διαθέσιμο διαστημικό σκάφος, που ονομάζεται μεταφορέας της Νέας Χιλιετίας. Το πρώτο πείραμα στο ST8 ονομάζεται Sail Mast, το οποίο είναι ένα εξαιρετικά ελαφρύ ιστό γραφίτη. Οι εφαρμογές για Sail Mast είναι διαστημικά σκάφη που απαιτούν μεγάλες δομές μεμβράνης που πρέπει να αναπτυχθούν, όπως ηλιακά πανιά, σκίαστρα τηλεσκοπίου, οπτικά μεγάλου διαφράγματος, μπούμα οργάνων, κεραίες ή συγκροτήματα ηλιακών συστοιχιών. "Υπάρχουν μια σειρά αποστολών που έχουν εντοπιστεί στον χάρτη πορείας της NASA για το μέλλον που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από αυτήν την ικανότητα", δήλωσε ο Stevens. «Αυτό θα είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στη μάζα της δομής. Λειτουργούμε σε ένα; kg ανά μέτρο εύρος μάζας για βραχίονα 30 ή 40 μέτρων που μπορεί να αποθηκευτεί συμπαγής και να έχει λογική ακαμψία. "
Το δεύτερο πείραμα είναι το Ultraflex Next Generation Solar Array System. Πρόκειται για μια ηλιακή συστοιχία υψηλής ισχύος, εξαιρετικά ελαφριά. «Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μια αποστολή που χρειάζεται σημαντική ισχύ σε μια ελαφριά, αναπτυσσόμενη συστοιχία, όπως για την ηλιακή ηλεκτρική πρόωση, ή θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί στην επιφάνεια των πλανητικών σωμάτων», δήλωσε ο Stevens. «Εξετάζουμε την αύξηση της ειδικής ισχύος της συστοιχίας σε περισσότερα από 170 watt ανά χιλιόγραμμο σε μια συστοιχία που έχει τουλάχιστον 7 κιλοβάτ ισχύος».
Το τρίτο πείραμα είναι το Σύστημα Υπολογιζόμενου Περιβαλλοντικά Προσαρμοσμένου Σφάλματος. «Εδώ ο στόχος είναι να χρησιμοποιείς εμπορικούς επεξεργαστές από το ράφι που είναι διαμορφωμένοι σε μια αρχιτεκτονική που είναι ανεκτική σε σφάλματα σε ανατροπές μεμονωμένων συμβάντων που προκαλούνται από ακτινοβολία», δήλωσε ο Stevens. «Θέλουμε να δείξουμε ότι πρόκειται για ένα στιβαρό σχέδιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο διάστημα χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε ακτινοβολικά εξαρτήματα, επειδή έχετε σημαντική αύξηση της ταχύτητας και της ικανότητας επεξεργασίας σε σχέση με τους διαθέσιμους επεξεργαστές με ακτινοβολία. Θέλουμε να μειώσουμε το κόστος με υψηλή αξιοπιστία. " Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία επιστημονικών δεδομένων σε ένα διαστημικό σκάφος και για αυτόνομες λειτουργίες ελέγχου.
Το τελευταίο πείραμα στο ST8 είναι το Μικρό Θερμικό Σύστημα Διαχείρισης Σωλήνων Θερμότητας Miniature Loop. «Αυτό που θέλουμε να κάνουμε εδώ είναι να μειώσουμε τους θερμικούς περιορισμούς στο σχεδιασμό μικρών διαστημικών σκαφών και να διαχειριστούμε τη θερμότητα και την ανάγκη ψύξης χωρίς να ξοδέψουμε σημαντικές ποσότητες ισχύος», δήλωσε ο Stevens. Αυτό το σύστημα προτείνει την αποτελεσματική διαχείριση της θερμικής ισορροπίας εντός του διαστημικού σκάφους λαμβάνοντας θερμότητα όπου παράγεται, για παράδειγμα, από ηλεκτρονικά, και την παρέχει σε άλλα μέρη του διαστημικού σκάφους που χρειάζονται θερμότητα. Δεν έχει κινούμενα μέρη και δεν απαιτεί ισχύ.
Η αποστολή ST8 θα πρέπει να είναι έτοιμη για έναρξη το 2008.
Τον Ιούλιο του 2005, η NASA σχεδιάζει να ανακοινώσει τους παρόχους τεχνολογίας για την επόμενη αποστολή NMP. Το ST9 θα είναι μια ολοκληρωμένη αποστολή επικύρωσης συστήματος. Υπάρχουν πέντε διαφορετικές έννοιες που εξετάζουμε και και οι πέντε θεωρούνται τομείς υψηλής προτεραιότητας για τη NASA. Αυτοί είναι:
- Τεχνολογία Solar Sail Flight System
- Τεχνολογία συστήματος Aerocapture για πλανητικές αποστολές
- Τεχνολογία ακριβείας σχηματισμού πετάγματος
- Τεχνολογία συστήματος για μεγάλα διαστημικά τηλεσκόπια
- Αυτόματο σύστημα προσγείωσης εδάφους για διαστημόπλοια
Και οι πέντε έννοιες θα μελετηθούν τον επόμενο χρόνο. Μετά την ολοκλήρωση αυτών των μελετών, μία από τις πέντε έννοιες θα επιλεγεί για το ST9. Ο χρόνος έναρξης θα εξαρτηθεί από το ποια ιδέα επιλέγεται, αλλά είναι προσωρινά στο χρονικό πλαίσιο 2008-2009.
Ο Stevens είναι με το NMP από τότε που ιδρύθηκε και είναι διαχειριστής προγράμματος για 3 χρόνια. Του αρέσει να επιδεικνύει προηγμένες τεχνολογίες, ώστε να μπορούν να ενσωματωθούν σε μελλοντικές αποστολές. «Είναι μια συναρπαστική επιχείρηση, μια επιχείρηση πολύ υψηλού κινδύνου», είπε, «επειδή η προηγμένη τεχνολογία είναι τόσο αβέβαιη ως προς το πόσο καιρό θα διαρκέσει και πόσο θα κοστίσει». Είπε ότι η επικύρωση του αυτόνομου πειράματος επιστημονικών διαστημικών σκαφών ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητική. «Οι τρέχοντες rover Mars είναι εξαιρετικά απαιτητικοί, αλλά η NASA δεν ήταν πρόθυμη να μετατρέψει τη λειτουργία ενός διαστημικού σκάφους σε ένα πακέτο λογισμικού, οπότε νομίζω ότι αυτή η επικύρωση ήταν ένα σημαντικό βήμα». Ο Stevens είπε ότι το γραφείο του έχει μια δραστηριότητα τεχνολογίας έγχυσης που συνεχίζεται με το πρόγραμμα Mars, εξετάζοντας τη χρήση αυτής της δυνατότητας για μελλοντικές αποστολές, όπως το Mars Science Laboratory rover, που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2009.
Γράφτηκε από τη Nancy Atkinson
