O Novo Programa do Milênio da NASA (NMP) foi concebido como uma maneira de acelerar o uso de tecnologias avançadas em missões científicas operacionais. “Reconheceu-se que havia investimentos significativos sendo feitos pelos Estados Unidos em tecnologias avançadas”, disse o Dr. Christopher Stevens, gerente de programas do NMP, “e que eles tinham aplicações reais para reduzir o custo ou fornecer novas capacidades para a ciência. missões ”. No entanto, trazer essas tecnologias para missões científicas reais no espaço é um alto risco devido à incerteza que vem com as tecnologias emergentes. O NMP reduz esses riscos com a validação de novas tecnologias voando e testando-as no espaço. "Pegamos tecnologias prontas para avançar do laboratório e amadurecemos para que estejam prontas para o espaço", disse Stevens, "mas as missões operacionais podem ser de 10 a 20 anos no futuro".
Existem dois tipos de missões ou sistemas que o NMP realiza. Uma é uma validação de sistema integrada, em que todo o sistema de vôo é objeto da investigação. O segundo tipo é uma missão de validação de subsistema, onde pequenas experiências independentes são realizadas em um veículo espacial, mas o veículo não faz parte das experiências.
O NMP foi estabelecido em conjunto em 1995 pelo Escritório de Ciências Espaciais da NASA e pelo Escritório de Ciências da Terra e, no passado, as missões eram geralmente separadas como aplicáveis às futuras necessidades das missões científicas da Terra ou da ciência espacial. O NMP agora é gerenciado pela Diretoria de Missões Científicas da NASA e concentra-se nas necessidades de três áreas científicas: o Sistema Terra-Sol, a Exploração do Sistema Solar e o Universo.
O programa começou com a missão Deep Space 1 em 1998, que era uma ciência espacial, validação de sistema integrada. A tecnologia de definição da DS1 era a propulsão solar elétrica, ou íon. "Sabia-se que essa tecnologia tinha a capacidade de reduzir a massa necessária para a propulsão em relação à propulsão química convencional, mas ninguém queria correr o risco de fazer com que ela não fosse testada no espaço", disse Stevens. O DS1 provou com sucesso a eficácia da propulsão a íons, e agora as missões subsequentes usarão esse tipo de propulsão, incluindo a próxima missão Dawn.
Outras validações bem-sucedidas do NMP incluem melhorias e redução de custos de satélites do tipo LANDSAT e o teste de uma espaçonave autônoma de ciência que possui um software de planejamento de voo que pode ser usado em veículos espaciais e em órbita para planejar novamente uma missão robótica sem intervenção humana. As próximas missões NMP ainda a voar incluem um grupo de pequenos satélites chamados nanossatélites que farão medições simultâneas de vários lugares no espaço da magnetosfera da Terra e o teste de equipamentos a serem usados na missão LISA (Laser Interferometer Space Antenna). missão conjunta entre a NASA e a Agência Espacial Européia. A única missão mal sucedida do NMP até o momento foi o Deep Space 2, que eram os Microprobes de Marte que faziam parte do malfadado Mars Polar Lander.
A NASA anunciou recentemente a mais nova missão do NMP, a Space Technology 8, que é um projeto de validação de subsistema. É uma coleção de quatro experimentos independentes que viajarão para o espaço em uma pequena espaçonave atualmente disponível e de baixo custo, apelidada de transportadora New Millennium. O primeiro experimento no ST8 é chamado Sail Mast, que é um mastro de grafite ultraleve. Os aplicativos para Sail Mast são naves espaciais que exigem grandes estruturas de membrana que precisam ser implantadas, como velas solares, guarda-sóis de telescópios, ótica de grande abertura, barras de instrumentos, antenas ou conjuntos de painéis solares. "Há uma série de missões que foram identificadas no Roteiro da NASA para o futuro que poderiam se beneficiar dessa capacidade", disse Stevens. “Este será um passo significativo na massa da estrutura. Estamos operando em um? faixa de massa de kg por metro para uma lança de 30 ou 40 metros que pode ser armazenada de forma compacta e tem uma rigidez razoável. ”
O segundo experimento é o sistema de matriz solar Ultraflex Next Generation. Este é um painel solar extremamente leve e de alta potência. "Isso pode ser usado para uma missão que precisa de energia significativa em uma matriz leve e implantável, como propulsão elétrica solar, ou também pode ser usado na superfície de corpos planetários", disse Stevens. "Estamos buscando aumentar a potência específica da matriz para mais de 170 watts por quilograma em uma matriz com pelo menos 7 quilowatts de energia".
O terceiro experimento é o sistema de computação tolerante a falhas ambientalmente adaptável. "Aqui, o objetivo é usar processadores comerciais prontos para uso configurados em uma arquitetura tolerante a falhas de perturbações de eventos únicos causadas por radiação", disse Stevens. “Queremos mostrar que esse é um projeto robusto que pode ser usado no espaço sem a necessidade de usar peças resistentes à radiação, porque você obtém um aumento significativo na velocidade e na capacidade de processamento em relação aos processadores resistentes à radiação disponíveis no momento. Queremos reduzir os custos com alta confiabilidade. ” Isso pode ser usado para o processamento de dados científicos a bordo de uma espaçonave e para funções de controle autônomo.
A experiência final no ST8 é o Sistema de Gerenciamento Térmico de Tubo de Calor em Miniatura. "O que queremos fazer aqui é reduzir as restrições térmicas no projeto de pequenas naves espaciais e gerenciar o calor e a necessidade de resfriamento sem gastar quantidades significativas de energia", disse Stevens. Esse sistema propõe gerenciar com eficiência o equilíbrio térmico dentro da espaçonave, levando o calor para onde está sendo produzido, por exemplo, por eletrônicos, e fornecendo-o para outros locais da espaçonave que precisam de calor. Não possui partes móveis e não requer energia.
A missão ST8 deve estar pronta para lançamento em 2008.
Em julho de 2005, a NASA planeja anunciar os fornecedores de tecnologia para a próxima missão do NMP. O ST9 será uma missão de validação de sistema integrada. Existem cinco conceitos diferentes que estamos sendo considerados, e todos os cinco são considerados áreas de alta prioridade para a NASA. Eles são:
- Tecnologia de sistema de voo de vela solar
- Tecnologia de Sistemas de Aerocapture para Missões Planetárias
- Tecnologia de sistemas voadores de formação de precisão
- Tecnologia de sistemas para grandes telescópios espaciais
- Sistema de pouso automático guiado por terreno para naves espaciais
Todos os cinco conceitos serão estudados no próximo ano. Após a conclusão desses estudos, um dos cinco conceitos será selecionado para o ST9. O tempo de lançamento dependerá do conceito selecionado, mas é provisório no período de 2008-2009.
Stevens trabalha no NMP desde que foi formado e é gerente de programa há 3 anos. Ele gosta de ser capaz de demonstrar tecnologias avançadas para que possam ser incorporadas em futuras missões. "É um negócio empolgante, um negócio de alto risco", disse ele, "porque a tecnologia avançada é muito incerta quanto ao tempo que levará e quanto custará". Ele disse que a validação do experimento autônomo da espaçonave científica foi especialmente gratificante. "Os atuais rovers de Marte são extremamente trabalhosos, mas a NASA não estava disposta a transferir a operação de uma espaçonave para um pacote de software, então acho que essa validação foi um passo importante". Stevens disse que seu escritório tem uma atividade de infusão de tecnologia atualmente em andamento com o programa Mars, procurando usar esse recurso para futuras missões, como o rover do Mars Science Laboratory, com lançamento previsto para 2009.
Escrito por Nancy Atkinson
