תוכנית המילניום החדשה של נאס"א (NMP) תוכננה כדרך להאיץ את השימוש בטכנולוגיות מתקדמות למשימות מדע תפעוליות. ד"ר כריסטופר סטיבנס, מנהל התוכנית של ה- NMP, אמר כי "היו השקעות משמעותיות של ארצות הברית בטכנולוגיות מתקדמות," וכי היו להם יישומים אמיתיים להפחתת העלות או לספק יכולת חדשה למדע. משימות. " עם זאת, הכנסת טכנולוגיות אלה למשימות מדע בפועל בחלל מהווה סיכון גבוה בגלל אי הוודאות שמגיעה עם הטכנולוגיה המתעוררת. NMP מפחיתה את הסיכונים הללו באמצעות אימות טכנולוגיה חדשה על ידי טיסה ובדיקה בחלל. "אנו לוקחים טכנולוגיות שמוכנות להתקדם מהמעבדה ולהבשיל אותם כך שהם מוכנים לצאת לחלל," אמר סטיבנס, "אך המשימות המבצעיות עשויות להיות 10 עד 20 שנים בעתיד."
ישנם שני סוגים של משימות או מערכות ש- NMP מתחייבת. האחת היא אימות מערכת משולב, כאשר כל מערכת הטיסה נשוא החקירה. הסוג השני הוא משימת אימות תת-מערכת, בה ניסויים קטנים ועצמאים נערכים על רכב שטח, אך הרכב אינו חלק מהניסויים.
NMP הוקמה במשותף בשנת 1995 על ידי המשרד למדעי החלל של נאס"א והמשרד למדעי כדור הארץ. בעבר, המשימות הופרדו בדרך כלל כמתאימות לצרכים עתידיים של מדעי כדור הארץ או מדעי החלל. NMP מנוהלת כיום על ידי מנהלת משימת המדע של נאס"א, והיא מתמקדת בצרכים של שלושה אזורי מדע: מערכת כדור הארץ-שמש, חקר מערכות השמש והיקום.
התוכנית החלה במשימת Deep Space 1 בשנת 1998, שהייתה מדע חלל, אימות מערכת משולב. הטכנולוגיה המגדירה של DS1 הייתה הנעה חשמלית סולארית, או יונית. "ידוע שלטכנולוגיה זו הייתה יכולת להפחית את המסה הדרושה להנעה על פני הנעה כימית קונבנציונאלית, אך איש לא רצה להסתכן בהטסתה ללא בדיקה בחלל," אמר סטיבנס. DS1 הוכיח בהצלחה את היעילות של הנעת יונים, וכעת משימות עוקבות אחר כך ישתמשו בהנעה מסוג זה, כולל משימת שחר הקרובה.
תוקפי NMP מוצלחים אחרים כוללים שיפורים והפחתת עלויות של לוויינים מסוג LANDSAT ובדיקת חללית מדעית אוטונומית שיש בה תוכנה לתכנון טיסה שניתן להשתמש בה על רוברטים כמו גם על מסלול חלל לתכנון מחדש של משימה רובוטית ללא כל התערבות אנושית. משימות ה- NMP העתידיות שטרם טסו כוללות קבוצה של לוויינים קטנים הנקראים ננו-סאץ אשר יבצעו מדידות במקביל ממספר מקומות בחלל המגנטוספירה של כדור הארץ, ובדיקת ציוד שישמש במשימת לייזר אינטרפרומטר החלל (LISA), משימה משותפת בין נאס"א לסוכנות החלל האירופית. משימת ה- NMP היחידה שלא הצליחה עד כה הייתה Deep Space 2, שהיו המיקרופוברים של מאדים שהיו חלק ממאגר הקוטב הלאומי של מאדים.
נאס"א הודיעה לאחרונה על משימת ה- NMP החדשה ביותר, Space Technology 8, שהיא פרויקט אימות תת-מערכות. זהו אוסף של ארבעה ניסויים עומדים בפני עצמם שיעברו לחלל על גבי חללית קטנה וזולה כיום, שכונתה נושאת מילניום חדשה. הניסוי הראשון ב- ST8 נקרא Sail Mast שהוא תורן גרפיט קל במיוחד. יישומים עבור Sail Mast הם חלליות הדורשות מבני קרום גדולים שצריכים לפרוס, כמו מפרשי שמש, שמשיות טלסקופ, אופטיקה של צמצם גדולים, בומי מכשירים, אנטנות או מכלולי מערך סולארי. "יש סדרה של משימות שזוהו במפת הדרכים של נאס"א לעתיד העשויות להפיק תועלת מיכולת זו," אמר סטיבנס. "זה יהיה צעד משמעותי קדימה במסת המבנה. אנו פועלים ב-? ק"ג למטר טווח מסה עבור בום 30 או 40 מטר שניתן לאחסנו בצורה קומפקטית ובעלת נוקשות סבירה. "
הניסוי השני הוא מערכת מערך השמש Ultraflex Next Generation. זהו מערך סולארי בעל עוצמה גבוהה וקל במיוחד. "זה יכול לשמש למשימה הדורשת כוח משמעותי במערך קל ופרוס, כמו למשל להנעה חשמלית סולארית, או שזה יכול לשמש גם על פני גופים פלנטריים," אמר סטיבנס. "אנו בוחנים להגדיל את העוצמה הספציפית של המערך ליותר מ- 170 וואט לק"ג במערך שיש לו לפחות 7 קילוואט כוח."
הניסוי השלישי הוא מערכת המיחשוב לסביבת תקלות לסביבה. "הנה המטרה היא להשתמש במעבדי מדף מסחריים המוגדרים בארכיטקטורה הסובלנית לתקלות כלפי התרחשות אירועים בודדים הנגרמת כתוצאה מקרינה", אמר סטיבנס. "אנו רוצים להראות שמדובר בתכנון חזק שניתן להשתמש בו בחלל מבלי שתצטרך להשתמש בחלקים קשיחים מקרינה, מכיוון שאתה מקבל עלייה משמעותית במהירות העיבוד ויכולתו על פני מעבדי הקרינה הקשים הקיימים כיום. אנו רוצים להפחית את העלויות באמינות גבוהה. " זה יכול לשמש לעיבוד נתונים מדעיים על גבי חללית, ולפונקציות שליטה אוטונומית.
הניסוי הסופי ב- ST8 הוא מערכת ניהול תרמית קטנה לולאה מיניאטורית. "מה שאנחנו רוצים לעשות כאן הוא להפחית את האילוצים התרמיים בעיצוב חלליות קטנות ולנהל את החום ואת הצורך בקירור מבלי להוציא כמויות משמעותיות של כוח", אמר סטיבנס. מערכת זו מציעה לנהל ביעילות את האיזון התרמי בתוך החללית על ידי לקיחת חום למקום בו הוא מיוצר על ידי, למשל, אלקטרוניקה, ולספק אותו למקומות אחרים בחללית הזקוקים לחום. אין לו חלקים נעים ואינו דורש כוח.
משימת ST8 אמורה להיות מוכנה להשקה בשנת 2008.
ביולי 2005 מתכננת נאס"א להכריז על ספקי הטכנולוגיה למשימת ה- NMP הבאה. ST9 תהיה משימת אימות מערכת משולבת. יש לנו חמישה מושגים שונים שנחשבים אלינו, וכל החמישה נחשבים לתחומי עדיפות גבוהה עבור נאס"א. הם:
- טכנולוגיית מערכת טיסות מפרש סולארית
- טכנולוגיית מערכת לכידת אויר למשימות פלנטריות
- טכנולוגיית מערכת מעופפת של דיוק
- טכנולוגיית מערכת לטלסקופי חלל גדולים
- מערכת נחיתה אוטומטית מונחית שטח לחלליות
כל חמשת המושגים יילמדו בשנה הבאה. לאחר סיום הלימודים, ייבחר אחד מחמשת המושגים ל- ST9. זמן ההפעלה יהיה תלוי באיזה מושג שנבחר, אך הוא באופן מהוסס במסגרת הזמן 2008-2009.
סטיבנס מלווה ב- NMP מאז הקמתה, ומנהל תוכניות מזה 3 שנים. הוא נהנה להיות מסוגל להפגין טכנולוגיות מתקדמות כך שניתן יהיה לשלב אותם במשימות עתידיות. "זה עסק מרגש, עסק בסיכון גבוה מאוד", אמר, "מכיוון שהטכנולוגיה המתקדמת כל כך לא בטוחה לגבי כמה זמן זה ייקח וכמה זה יעלה." הוא אמר כי התיקוף של ניסוי החלל האוטונומי של המדע היה מתגמל במיוחד. "מערבי המאדים הנוכחיים עתירי עבודה מאוד, אך נאס"א לא הייתה מוכנה להעביר את פעולת החללית לחבילת תוכנה, כך שלדעתי האימות הזה היה צעד חשוב." סטיבנס אמר כי במשרדו פעילות עירוי טכנולוגית שמתרחשת בימים אלה עם תוכנית מאדים, ובוחנת להשתמש ביכולת זו למשימות עתידיות, כמו רובר המעבדה למדעים במאדים, שתוכנן להשקה בשנת 2009.
נכתב על ידי ננסי אטקינסון
