Neues Millennium-Programm der NASA: Risiken eingehen, um zukünftige Gefahren zu verringern

NASA

Der Satellit Earth Observing 1 (EO-1) der NASA war Teil des New Millennium Program der NASA. Der Satellit wurde 2017 außer Dienst gestellt, wird aber bis in die 2050er Jahre im Orbit bleiben. (Bildnachweis: NASA/GSFC)





Etwas mehr als ein Jahrzehnt lang entwickelte das New Millennium Program (NMP) der NASA technologieorientierte Missionen, um wissenschaftliche Erkenntnisse über die Erde und das Sonnensystem zu sammeln. Ziel des Programms war es, aufkommende Technologien und Instrumente im Weltraum zu relativ geringen Kosten zu testen, um die Kosten und möglichen Schäden größerer, wichtigerer Raumfahrzeuge zu reduzieren. Die NMP flog sechs Missionen, bevor ihr Budget 2009 annulliert wurde.

Die Technologie, die bei den Weltraum- und Planetenmissionen der NASA zum Einsatz kommt, wird am Boden strengen Tests unterzogen. Ein Hardwarefehler führte jedoch zum Verlust einer Handvoll Missionen, wie z Seemann 3 .

„Es ist viel schwieriger, spezielle Geräte und Komponenten zu konstruieren, die der rauen Umgebung des Weltraums standhalten – null Druck, extreme Temperaturen und tödliche hochenergetische Partikel – als „Geräte“ für alltägliche Anwendungen hier auf der Erde zu entwickeln“, so NMP-Website der NASA .



Betreten Sie das neue Millennium-Programm. Das Programm wurde 1995 ins Leben gerufen und war ein Joint Venture zwischen dem Office of Space Science der NASA und dem Office of Earth Science. und von der NASA beschrieben als 'eine ehrgeizige, aufregende Vision zur Beschleunigung der Weltraumforschung durch die Entwicklung und Erprobung von Spitzentechnologien.' Durch die Reduzierung der Risiken und Kosten zukünftiger NASA-Weltraumforschungsmissionen hoffte das NMP, sein Ziel zu erreichen, dass mehrere Raumfahrzeuge das Sonnensystem auf verschiedenen Missionen gleichzeitig erkunden.

Nach a Übersicht 1997 , würden die vom Programm getesteten Technologien dazu beitragen, Methoden zur Herstellung von Raumfahrzeugen mit geringerer Masse und zur Erhöhung der Autonomie der Raumfahrzeuge zu entwickeln, die weniger Eingaben von den Controllern am Boden erfordern würden. Es waren auch fortschrittliche Antriebstechniken für die Entwicklung geplant, damit Raumfahrzeuge ihr Ziel schneller erreichen können, ohne ihre Masse reduzieren zu müssen.

Obwohl die primäre Ziele des NMP-Programms umfasste Feldtests der Technologie, die Wissenschaft war eine Kernanforderung für jede ins All gestartete Mission. Um Verluste bei einem Ausfall der Technologie zu minimieren, wurden die Kosten im Verhältnis zu anderen Missionen gering gehalten; Im letzten Jahr des Programms betrug das Budget für New Millennium 2008 nur 25,8 Millionen US-Dollar des Gesamtbudgets der NASA von 17,3 Milliarden US-Dollar.



Das New Millennium Program flog sechs erfolgreiche Missionen. Die vom Programm getestete Hardware wurde seitdem in die Cassini-Mission der NASA und die LISA Pathfinder-Mission der Europäischen Weltraumorganisation aufgenommen.

Technologie

Während seiner Lebensdauer sammelte NMP Input sowohl aus der Weltraum- als auch aus der Geowissenschaften. Ein integriertes Projektentwicklungsteam, bestehend aus Wissenschaftlern, Missionsplanern und Technologen, kombinierte dann verschiedene Vorschläge zu funktionierenden Missionskonzepten, die sie dem NASA-Hauptquartier zur Genehmigung vorlegten.

Die Hauptziele von NMP bestanden darin, die Größe der Trägerrakete und die Anzahl der für den Missionsbetrieb erforderlichen Personen zu reduzieren – die beiden teuersten Teile des Budgets einer Weltraummission.



Um die Kosten zu senken, testete NMP Instrumente, die kleiner und leichter waren, sowie solche, die mehrere Funktionen erfüllen und somit den Bedarf an mehreren Instrumenten reduzieren konnten. Das Programm konzentrierte sich auch auf den Ionenantrieb, der die Geschwindigkeit eines Raumfahrzeugs zu seinem Ziel erhöhte, und auf die autonome Navigation, die den Bedarf an einem Einsatzteam reduzierte. Die Mitglieder des NMP-Teams suchten nach Wegen, die Stromerzeugung und -nutzung effizienter zu gestalten und arbeiteten an der Verbesserung der Kommunikation zwischen Raumfahrzeug und Erde.

Ursprünglich hießen New Millennium Missionen, die Technologien für planetare Missionen testeten, „Deep Space“, während diejenigen, die unseren eigenen Planeten beobachteten, „Earth Observing“ genannt wurden. Eine Überarbeitung des Programms im Jahr 2000 führte zur Umbenennung der Deep Space-Gruppe in „Space Technology“.

Die New Millennium Missionen waren wie folgt:

Weltraum 1 (DS1): Gestartet im Oktober 1998, DS1 testete insgesamt 10 fortschrittliche Raumfahrzeugtechnologien für Ionenantrieb, Kommunikation, autonomen Betrieb und Navigation, multifunktionale Strukturen und Mikroelektronik, als es an zwei Kometen vorbeiflog.

Weltraum 2 (DS2): DS2 wurde im Januar 1999 auf den Markt gebracht und trug Technologien zur Ermöglichung zukünftiger Marsoberflächennetzwerke, darunter ein einstufiges passives atmosphärisches Eintrittssystem und ein hochwirksames Landesystem, das die wissenschaftliche Nutzlast bis zu 1 Meter unter dem Roten transportieren soll Oberfläche des Planeten. DS2 trug auch ein miniaturisiertes Telekommunikationssystem, Niedertemperaturbatterien und eine Reihe miniaturisierter wissenschaftlicher In-situ-Instrumente. Die Mission ging am 3. Dezember 1999 zusammen mit dem Mars Polar Lander, auf dem sie mitgeritten war, verloren.

Erdbeobachtung 1 (EO-1) : Fast 17 Jahre lang hat EO-1 über 90.000 Bilder der Erde gesammelt. Nebenbei validierte EO-1 ein multispektrales Instrument, das eine deutliche Verbesserung gegenüber dem vorherigen Instrument des Landsat-7-Satelliten darstellte.

Raumfahrttechnologie 5 (ST5): Drei Full-Service-Mikrosatelliten testeten die Leistungsfähigkeit miniaturisierter Satellitenkomponenten. Jeder trug Instrumente, die zur Führung, Navigation und Kontrolle, zur Lagekontrolle, zum Antrieb und zur hohen Bandbreite sowie zu komplexen Kommunikationsfunktionen in der Lage waren. Die Mikrosatelliten trugen auch einen eigenen Mix aus neuer Technologie, darunter ein für kleine Richtungsänderungen geeignetes Mikroantriebssystem, ein verbessertes Kommunikationsgerät, eine Beschichtung, die die Wärmeübertragung begrenzt, und Mikroelektronik mit erhöhter Strahlungstoleranz.

Raumfahrttechnologie 6 (ST6): Anstelle eines Raumfahrzeugs bestand die ST6-Mission aus zwei separaten Subsystemtechnologien oder Software, um Raumschiffe effizienter zu machen. Das Autonomous Sciencecraft Experiment wurde Anfang 2004 an Bord der EO-1 ausgestrahlt. Eine der Software ermöglichte es der Raumsonde, zu „entscheiden“, welche Art von Beobachtungen wissenschaftlich wertvoll sind und welche Daten oder Bilder wichtig genug sind, um sie zur Erde zu senden, alles ohne menschliches Zutun . Der Inertial Stellar Compass, ein weiteres Softwarepaket, das an Bord von TacSat-2 gestrahlt wurde, ermöglichte es dem Raumfahrzeug, kontinuierlich die Höhe oder Richtung zu bestimmen, in die es weist, und ermöglichte es dem Raumschiff, seine Ausrichtung nach einem vorübergehenden Stromausfall wiederherzustellen.

Raumfahrttechnologie 7 (ST7): Das ST7-Projekt flog ein Störungsreduktionssystem, das eine verbesserte Triebwerkstechnologie mit verbesserter Sensortechnologie enthielt, um eine präzise Steuerung von Raumfahrzeugen zu demonstrieren. Das System validierte die Positionsmessung von Objekten in der Schwerelosigkeit mit etwa 100-mal höherer Genauigkeit als je zuvor.

Das Ende der Straße

Das Budget für das New Millennium Program wurde 2009 gekürzt, wodurch das Programm beendet wurde. Sein Vermächtnis fliegt jedoch in Missionen wie Tiefe Wirkung , Dämmerung , Mars-Erkundungs-Rover , Mars Science Laboratory und Lisa Pfadfinder .

Zusätzliche Ressourcen: