NASA의 새로운 밀레니엄 프로그램 (NMP)은 첨단 기술의 사용을 운영 과학 임무에 가속화하는 방법으로 고안되었습니다. NMP의 프로그램 관리자 인 크리스토퍼 스티븐스 (Christopher Stevens) 박사는“미국은 첨단 기술에 대한 상당한 투자가 이루어졌으며 비용을 줄이거 나 과학을위한 새로운 기능을 제공하는 데 실제로 적용 할 수 있다는 사실을 인정했다. 임무.” 그러나 이러한 기술을 우주의 실제 과학 임무에 적용하는 것은 새로운 기술과 함께 제공되는 불확실성 때문에 높은 위험에 노출됩니다. NMP는 새로운 기술을 우주에서 비행하고 테스트하여 검증함으로써 이러한 위험을 줄입니다. Stevens는“우리는 실험실에서 나아갈 준비가 된 기술을 가져와 우주로 나갈 준비가 된 기술을 사용하지만 앞으로 10 ~ 20 년 동안 운영 임무를 수행 할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
NMP가 수행하는 임무 또는 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 전체 비행 시스템이 조사 대상이되는 통합 시스템 검증입니다. 두 번째 유형은 소형 독립형 실험이 우주 차량에서 수행되지만 차량이 실험의 일부가 아닌 하위 시스템 검증 임무입니다.
NMP는 1995 년 NASA의 우주 과학 국과 지구과학 국에 의해 공동으로 설립되었으며, 과거에는 미래의 지구과학 또는 우주 과학 임무 요구에 적합하도록 임무가 분리되었다. NMP는 이제 NASA의 Science Mission Directorate에서 관리하며 지구-태양 시스템, 태양계 탐사 및 우주의 세 가지 과학 영역의 요구에 중점을 둡니다.
이 프로그램은 우주 과학 통합 시스템 검증 인 1998 년 Deep Space 1 미션으로 시작되었습니다. DS1의 정의 기술은 태양 전기 또는 이온 추진이었습니다. Stevens는“이 기술은 기존의 화학 추진력보다 추진력에 필요한 질량을 줄일 수있는 능력이있는 것으로 알려져 있지만 아무도 우주에서 시험하지 않은 채 비행 위험을 감수하고 싶지 않았습니다. DS1은 이온 추진의 효과를 성공적으로 입증했으며, 이후의 임무는 다가오는 Dawn 임무를 포함하여 이러한 유형의 추진을 사용합니다.
다른 성공적인 NMP 검증에는 LANDSAT 형 위성의 개선 및 비용 절감과 로버에서 사용할 수있는 비행 계획 소프트웨어가있는 자율 과학 우주선의 테스트 및 우주선의 궤도를 돌며 인간의 개입없이 로봇 임무를 다시 계획하는 것이 포함됩니다. 다가오는 NMP 임무에는 지구 자기장 공간의 여러 곳에서 동시에 측정 할 수있는 나노 위성이라고 불리는 작은 위성 그룹과 LISA (Laser Interferometer Space Antenna) 임무에 사용될 장비 테스트가 포함됩니다. NASA와 유럽 우주국 간의 공동 임무. 지금까지 유일하게 실패한 NMP 임무는 딥 스페이스 2 (Deep Space 2)였으며, 이는 화성인 화성 극지 착륙선의 일부였던 화성 마이크로 프로브였습니다.
NASA는 최근 서브 시스템 검증 프로젝트 인 최신 NMP 임무 Space Technology 8을 발표했습니다. 이 시스템은 새로운 밀레니엄 항공 모함 (Millennium Carrier)이라고 불리는 소형의 저렴한 저가형 우주선을 타고 우주로 여행하는 4 가지 독립형 실험의 모음입니다. ST8에 대한 첫 번째 실험은 초경량 흑연 마스트 인 Sail Mast라고합니다. Sail Mast의 응용 분야는 태양 돛, 망원경 차양, 대형 조리개 광학 장치, 기기 붐, 안테나 또는 태양열 어레이 어셈블리와 같이 배치해야하는 대형 막 구조가 필요한 우주선입니다. Stevens는“미래에 NASA 로드맵에서 확인 된이 기능을 통해 일련의 미션이 있습니다. “이것은 구조물의 질량에서 중요한 발전이 될 것입니다. 우리는? 콤팩트하게 적재 할 수 있고 적당한 강성을 가진 30 또는 40 미터 붐의 미터당 질량 범위 kg”
두 번째 실험은 Ultraflex Next Generation 태양 광 어레이 시스템입니다. 이것은 고출력, 초경량 태양 광 어레이입니다. Stevens는“이것은 태양 전기 추진과 같이 가볍고 배치 가능한 어레이에서 상당한 전력을 필요로하는 임무에 사용될 수 있거나, 행성 체의 표면에도 사용될 수 있습니다. "우리는 7 킬로와트 이상의 전력을 가진 어레이에서 어레이의 특정 전력을 킬로그램 당 170 와트 이상으로 증가시키는 것을 고려하고 있습니다."
세 번째 실험은 환경 적응 형 내결함성 컴퓨팅 시스템입니다. Stevens는“여기서 목적은 방사선으로 인한 단일 이벤트 장애에 대해 내결함성이있는 아키텍처로 구성된 상용 프로세서를 사용하는 것입니다. “현재 사용 가능한 방사선 하드 프로세서에 비해 처리 속도와 기능이 크게 향상되므로 방사선 하드 부품을 사용하지 않고도 우주에서 사용할 수있는 견고한 디자인임을 보여 드리고자합니다. 우리는 높은 신뢰성으로 비용을 절감하고자합니다.” 우주선의 과학 데이터 처리 및 자율 제어 기능에 사용할 수 있습니다.
ST8의 최종 실험은 소형 루프 히트 파이프 소형 열 관리 시스템입니다. Stevens는“우리가 원하는 것은 소형 우주선 설계에 대한 열 제약을 줄이고 열과 상당한 양의 전력을 소비하지 않고 냉각의 필요성을 관리하는 것입니다. 이 시스템은 예를 들어 전자 기기 등으로 인해 발생하는 열을 가져와 우주선 내 열 균형을 효율적으로 관리하여 열이 필요한 우주선의 다른 장소에 제공합니다. 움직이는 부품이 없으며 전원이 필요하지 않습니다.
ST8 미션은 2008 년에 출시 될 예정이다.
2005 년 7 월 NASA는 다음 NMP 임무를위한 기술 제공 업체를 발표 할 계획입니다. ST9는 통합 시스템 검증 미션이 될 것입니다. 우리가 고려하고있는 5 가지 개념이 있으며 5 가지 모두 NASA의 우선 순위가 높은 영역으로 간주됩니다. 그들은:
– 태양 항해 비행 시스템 기술
– 행성 임무를위한 Aerocapture 시스템 기술
– 정밀 대형 비행 시스템 기술
– 우주 망원경을위한 시스템 기술
– 우주선을위한 지형 안내 자동 착륙 시스템
내년에 5 가지 개념이 모두 연구 될 것입니다. 이 연구가 완료되면 ST9에 5 가지 개념 중 하나가 선택됩니다. 시작 시간은 어떤 개념이 선택되었는지에 따라 다르지만 2008-2009 년 기간은 잠정입니다.
Stevens는 NMP가 설립 된 이래로 3 년 동안 프로그램 관리자로 일해 왔습니다. 그는 미래의 임무에 통합 될 수 있도록 첨단 기술을 시연 할 수있는 것을 좋아합니다. 그는 "흥미로운 사업, 매우 위험이 높은 사업"이라며 "고급 기술은 시간과 비용이 얼마나 불확실하기 때문에 불확실하다"고 말했다. 그는 자율 과학 우주선 실험의 검증이 특히 보람 있다고 말했다. "현재의 화성 탐사선은 매우 노동 집약적이지만 NASA는 우주선의 운영을 소프트웨어 패키지로 넘겨 주려고하지 않았기 때문에이 검증이 중요한 단계라고 생각합니다." Stevens는 자신의 사무실에 현재 Mars 프로그램과 함께 진행중인 기술 주입 활동이 있으며 2009 년에 출시 될 예정인 Mars Science Laboratory 로버와 같은 미래의 임무에이 기능을 사용하는 것을보고 있습니다.
낸시 앳킨슨 지음
