Nasin program novega tisočletja (NMP) je bil zasnovan kot način za pospešitev uporabe naprednih tehnologij v operativnih znanstvenih misijah. "Ugotovljeno je bilo, da so ZDA vložile velike naložbe v napredne tehnologije," je dejal dr. Christopher Stevens, vodja programa za NMP, "in da so imeli resnične aplikacije za zmanjšanje stroškov ali zagotavljanje novih zmogljivosti znanosti misije. " Vendar je vključitev teh tehnologij v dejanske misije v vesolju veliko tveganje zaradi negotovosti, ki jo prinaša nova tehnologija. NMP zmanjša tveganje z potrjevanjem nove tehnologije z letenjem in testiranjem v vesolju. "Vzamemo tehnologije, ki so pripravljene iti naprej iz laboratorija in jih dozorevamo, tako da so pripravljene za odhod v vesolje," bi dejal Stevens, "vendar bi operativne misije v prihodnosti lahko trajale od 10 do 20 let."
NMP izvajata dve vrsti misij ali sistemov. Eno je integrirana validacija sistema, kjer je celoten sistem letenja predmet preiskave. Druga vrsta je validacijska podsistemska naloga, kjer se na vesoljskem vozilu izvajajo majhni samostojni poskusi, vendar vozilo ni del poskusov.
NMP sta leta 1995 skupaj ustanovila NASA-in Urad za vesoljsko znanost in Urad za znanost o Zemlji, v preteklosti pa so bile misije običajno ločene kot uporabne za potrebe prihodnje misije o Zemlji ali vesoljske znanosti. Zdaj NMP upravlja NASA-ina direkcija za znanstveno misijo in se osredotoča na potrebe treh znanstvenih področij: sistema Zemlja-Sonce, raziskovanje sončnega sistema in vesolja.
Program se je začel z misijo Deep Space 1 leta 1998, ki je bila vesoljska znanost, integrirana validacija sistema. DS1-jeva tehnologija za definiranje je bila sončna elektrika ali ion, pogon. "Znano je bilo, da lahko ta tehnologija zmanjša maso, potrebno za pogon s klasičnim kemičnim pogonom, toda nihče ni hotel tvegati, da bi jo lahko nepreizkusno poletel v vesolje," je dejal Stevens. DS1 je uspešno dokazal učinkovitost poganjanja ionov in zdaj bodo naslednje misije uporabljale to vrsto pogona, vključno s prihajajočo misijo Dawn.
Druge uspešne validacije NMP vključujejo izboljšave in znižanje stroškov satelitov tipa LANDSAT in testiranje avtonomnega znanstvenega vesoljskega plovila, ki ima programsko opremo za načrtovanje letenja, ki jo je mogoče uporabiti na roverjih, kot tudi na orbiti vesoljskih plovil za ponovno načrtovanje robotske misije brez človeškega posredovanja. Prihajajoče misije NMP, ki bodo še letele, vključujejo skupino majhnih satelitov, imenovanih nanosat, ki bodo izvajali sočasne meritve iz več krajev v vesolju magnetosfere Zemlje in testiranje opreme, ki se bo uporabljala v misiji Laser Interferometer Space Atenna (LISA), skupna misija med Naso in Evropsko vesoljsko agencijo. Edina doslej neuspešna misija NMP je bila Deep Space 2, ki je bila Mars Microprobes, ki so bile del nesrečnega Mars Polar Landerja.
NASA je nedavno napovedala najnovejšo misijo NMP, Space Technology 8, ki je projekt potrjevanja podsistema. Gre za zbirko štirih samostojnih poskusov, ki bodo potovali v vesolje na majhnem, poceni, trenutno na voljo vesoljskem plovilu, imenovanem nosilec New Millennium. Prvi poskus na ST8 se imenuje Sail Mast, ki je ultra lahek grafitni jambor. Aplikacije za Sail Mast so vesoljska plovila, ki potrebujejo velike membranske strukture, ki jih je treba namestiti, na primer sončna jadra, teleskopske senčnike, optiko velikih zaslonk, ogrodja instrumentov, antene ali sklope sončnega niza. "V NASA načrtu za prihodnost je bilo opredeljenih več misij, ki bi lahko izkoristile to sposobnost," je dejal Stevens. "To bo pomemben korak naprej v masi strukture. Delujemo v? kg na meter masnega območja za 30 ali 40 metrsko ogrodje, ki ga je mogoče kompaktno skladiščiti in ima primerno togost. "
Drugi poskus je Ultraflex sistem naslednje generacije Solar Array. To je izredno lahek solarni niz velike moči. "To bi lahko uporabili za misijo, ki potrebuje veliko moči v lahkem, gibljivem nizu, na primer za sončno električno pogon, ali pa bi ga lahko uporabili tudi na površini planetarnih teles," je dejal Stevens. "Gledamo povečanje specifične moči matrike na več kot 170 vatov na kilogram na matriki, ki ima vsaj 7 kilovatov moči."
Tretji poskus je okoljski prilagodljivi računalniški sistem napak. "Cilj je uporaba komercialnih off procesorskih procesorjev, ki so zasnovani v arhitekturi, ki je odporna na napake do motenj posameznih dogodkov, ki jih povzroča sevanje," je dejal Stevens. "Pokazati želimo, da gre za robustno zasnovo, ki jo je mogoče uporabiti v vesolju, ne da bi pri tem potrebovali delov, trde dele, ker dosežete znatno povečanje hitrosti in zmogljivosti obdelave v primerjavi s trenutno dostopnimi sevalno trdimi procesorji. Znižati želimo stroške z visoko zanesljivostjo. " To se lahko uporablja za obdelavo znanstvenih podatkov na vesoljskem plovilu in za avtonomne nadzorne funkcije.
Končni poskus na ST8 je sistem za toplotno obdelavo miniaturnih toplotnih cevi. "Tu želimo doseči zmanjšanje toplotnih omejitev pri načrtovanju majhnih vesoljskih plovil ter upravljanje toplote in potrebe po hlajenju, ne da bi porabili velike količine energije," je dejal Stevens. Ta sistem predlaga učinkovito upravljanje toplotnega ravnovesja v vesoljskem plovilu, tako da odvzame toploto tam, kjer jo proizvaja na primer elektronika, in jo posreduje drugim krajem vesoljskega plovila, ki potrebujejo toploto. Nima gibljivih delov in ne potrebuje moči.
Misija ST8 bi morala biti pripravljena na začetek leta 2008.
Julija 2005 NASA načrtuje napoved ponudnikov tehnologije za naslednjo misijo NMP. ST9 bo integrirana misija za potrjevanje sistema. Obstaja pet različnih konceptov, o katerih razmišljamo, in vseh pet velja za območja, ki so za NASA zelo pomembna. To so:
- Tehnologija letenja s sončnim jadrom
- Aerocapture sistemska tehnologija za planetarne misije
- tehnologija natančnega oblikovanja letečega sistema
- Sistemska tehnologija za velike vesoljske teleskope
- terensko voden sistem samodejnega pristajanja za vesoljska plovila
Vseh pet konceptov bomo preučili v naslednjem letu. Po zaključku teh študij bo izbran eden od petih konceptov za ST9. Čas zagona bo odvisen od tega, kateri koncept je izbran, vendar je okvirno v časovnem okviru 2008–2009.
Stevens je bil član NMP, odkar je ustanovljen, in je bil 3 leta vodja programa. Uživa v tem, da lahko demonstrira napredne tehnologije, tako da jih je mogoče vključiti v prihodnje misije. "To je vznemirljivo podjetje, zelo tvegano podjetje," je dejal, "ker je napredna tehnologija tako negotova glede tega, koliko časa bo trajalo in koliko bo stala." Povedal je, da je veljavnost eksperimenta avtonomnih znanstvenih vesoljskih plovil še posebej koristna. "Trenutni Mars roverji so izjemno delovno intenzivni, toda NASA ni bila pripravljena prenesti upravljanja vesoljskega plovila v programski paket, zato menim, da je bila ta potrditev pomemben korak." Stevens je dejal, da se njegova pisarna trenutno ukvarja z infuzijsko tehnologijo, ki jo izvaja program Mars, pri čemer je izkoristila to sposobnost za prihodnje misije, kot je rover Mars Science Laboratory, ki naj bi se začela leta 2009.
Napisala Nancy Atkinson
