El Programa del Nuevo Milenio (NMP) de la NASA fue concebido como una forma de acelerar el uso de tecnologías avanzadas en misiones científicas operativas. "Se reconoció que los Estados Unidos estaban haciendo importantes inversiones en tecnologías avanzadas", dijo el Dr. Christopher Stevens, Gerente de Programas de NMP, "y que tenían aplicaciones reales para reducir el costo o proporcionar nuevas capacidades para la ciencia misiones ". Sin embargo, llevar estas tecnologías a misiones científicas reales en el espacio es un alto riesgo debido a la incertidumbre que conlleva la tecnología emergente. NMP reduce esos riesgos al validar la nueva tecnología volando y probándola en el espacio. "Tomamos tecnologías que están listas para avanzar desde el laboratorio y las maduramos para que estén listas para ir al espacio", dijo Stevens, "pero las misiones operativas podrían ser de 10 a 20 años en el futuro".
Hay dos tipos de misiones o sistemas que NMP realiza. Una es una validación del sistema integrado, donde todo el sistema de vuelo es el tema de la investigación. El segundo tipo es una misión de validación del subsistema, donde pequeños experimentos independientes se llevan a cabo en un vehículo espacial, pero el vehículo no forma parte de los experimentos.
NMP fue establecido conjuntamente en 1995 por la Oficina de Ciencias Espaciales de la NASA y la Oficina de Ciencias de la Tierra, y en el pasado, las misiones generalmente se separaron como aplicables a las necesidades futuras de las misiones de ciencias de la Tierra o de la ciencia espacial. NMP ahora es administrado por la Dirección de Misión Científica de la NASA, y se enfoca en las necesidades de tres áreas científicas: el Sistema Tierra-Sol, la Exploración del Sistema Solar y el Universo.
El programa comenzó con la misión Deep Space 1 en 1998, que era una validación de sistema integrado de ciencia espacial. La tecnología definitoria de DS1 fue la propulsión eléctrica solar o iónica. "Se sabía que esta tecnología tenía la capacidad de reducir la masa necesaria para la propulsión sobre la propulsión química convencional, pero nadie quería correr el riesgo de volarla sin probar en el espacio", dijo Stevens. DS1 demostró con éxito la efectividad de la propulsión iónica, y ahora las misiones posteriores utilizarán este tipo de propulsión, incluida la próxima misión Dawn.
Otras validaciones exitosas de NMP incluyen mejoras y reducción de costos de satélites de tipo LANDSAT y la prueba de una nave espacial científica autónoma que tiene un software de planificación de vuelo que puede usarse en rovers, así como naves espaciales en órbita para volver a planificar una misión robótica sin intervención humana. Las próximas misiones de NMP aún por volar incluyen un grupo de pequeños satélites llamados nano satélites que realizarán mediciones simultáneas desde múltiples lugares en el espacio de la magnetosfera de la Tierra, y la prueba del equipo que se utilizará en la misión de Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA), un misión conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. La única misión fallida de NMP hasta la fecha fue Deep Space 2, que eran las Microprobetas de Marte que formaban parte del desafortunado Mars Polar Lander.
La NASA anunció recientemente la nueva misión NMP, Space Technology 8, que es un proyecto de validación de subsistema. Es una colección de cuatro experimentos independientes que viajarán al espacio en una nave espacial pequeña, de bajo costo y actualmente disponible, llamada un portaaviones New Millennium. El primer experimento en ST8 se llama Sail Mast, que es un mástil de grafito ultraligero. Las aplicaciones para Sail Mast son naves espaciales que requieren grandes estructuras de membrana que deben desplegarse, como velas solares, sombrillas de telescopios, ópticas de gran apertura, barreras de instrumentos, antenas o conjuntos de paneles solares. "Hay una serie de misiones que se han identificado en la Hoja de ruta de la NASA para el futuro que podrían beneficiarse de esta capacidad", dijo Stevens. “Este será un importante paso adelante en la masa de la estructura. Estamos operando en un? Rango de masa en kg por metro para una pluma de 30 o 40 metros que puede guardarse de forma compacta y tiene una rigidez razonable ”.
El segundo experimento es el sistema de matriz solar Ultraflex Next Generation. Esta es una matriz solar extremadamente ligera y de alta potencia. "Esto podría usarse para una misión que necesita una potencia significativa en un conjunto ligero y desplegable, como para la propulsión eléctrica solar, o también podría usarse en la superficie de cuerpos planetarios", dijo Stevens. "Estamos buscando aumentar la potencia específica de la matriz a más de 170 vatios por kilogramo en una matriz que tenga al menos 7 kilovatios de potencia".
El tercer experimento es el sistema de computación tolerante a fallas ambientalmente adaptable. "Aquí el objetivo es usar procesadores comerciales listos para usar configurados en una arquitectura que sea tolerante a fallas para eventos únicos causados por la radiación", dijo Stevens. “Queremos demostrar que este es un diseño robusto que se puede usar en el espacio sin tener que usar piezas resistentes a la radiación, ya que se obtiene un aumento significativo en la velocidad de procesamiento y la capacidad en comparación con los procesadores actualmente resistentes a la radiación. Queremos reducir los costos con alta confiabilidad ”. Esto se puede usar para procesar datos científicos a bordo de una nave espacial y para funciones de control autónomo.
El experimento final en ST8 es el sistema de gestión térmica pequeña de tubo de calor de circuito en miniatura. "Lo que queremos hacer aquí es reducir las restricciones térmicas en el diseño de naves espaciales pequeñas y administrar el calor y la necesidad de enfriamiento sin gastar cantidades significativas de energía", dijo Stevens. Este sistema propone gestionar eficientemente el equilibrio térmico dentro de la nave espacial al llevar el calor a donde está siendo producido, por ejemplo, por la electrónica, y proporcionarlo a otros lugares de la nave espacial que necesitan calor. No tiene partes móviles y no requiere energía.
La misión ST8 debería estar lista para su lanzamiento en 2008.
En julio de 2005, la NASA planea anunciar los proveedores de tecnología para la próxima misión NMP. ST9 será una misión integrada de validación del sistema. Hay cinco conceptos diferentes que estamos siendo considerados, y los cinco son considerados áreas de alta prioridad para la NASA. Son:
- Tecnología de sistema de vuelo de vela solar
- Tecnología del sistema de aerocaptura para misiones planetarias
- Tecnología de sistema de vuelo de formación de precisión
- Tecnología del sistema para telescopios espaciales grandes
- Sistema de aterrizaje automático guiado por el terreno para naves espaciales
Los cinco conceptos serán estudiados durante el próximo año. Una vez finalizados estos estudios, se seleccionará uno de los cinco conceptos para ST9. El tiempo de lanzamiento dependerá del concepto seleccionado, pero está tentativamente en el marco de tiempo 2008-2009.
Stevens ha estado con NMP desde que se formó, y ha sido gerente de programas durante 3 años. Le gusta poder demostrar tecnologías avanzadas para que puedan incorporarse en futuras misiones. "Es un negocio emocionante, un negocio de muy alto riesgo", dijo, "porque la tecnología avanzada es muy incierta en cuanto a cuánto tiempo llevará y cuánto costará". Dijo que la validación del experimento de la nave espacial científica autónoma ha sido especialmente gratificante. "Los actuales rovers de Marte requieren mucha mano de obra, pero la NASA no ha estado dispuesta a entregar la operación de una nave espacial a un paquete de software, por lo que creo que esta validación ha sido un paso importante". Stevens dijo que su oficina tiene una actividad de infusión de tecnología actualmente en curso con el programa de Marte, buscando usar esta capacidad para futuras misiones, como el rover Mars Science Laboratory, programado para su lanzamiento en 2009.
Escrito por Nancy Atkinson
