Le programme du nouveau millénaire (NMP) de la NASA a été conçu comme un moyen d’accélérer l’utilisation de technologies avancées dans les missions scientifiques opérationnelles. «Il a été reconnu que les États-Unis faisaient des investissements importants dans les technologies de pointe», a déclaré le Dr Christopher Stevens, directeur de programme pour NMP, «et qu'ils avaient de réelles applications pour réduire les coûts ou fournir de nouvelles capacités scientifiques. missions." Cependant, l'introduction de ces technologies dans de véritables missions scientifiques dans l'espace est un risque élevé en raison de l'incertitude qui accompagne les technologies émergentes. NMP réduit ces risques en validant une nouvelle technologie en la pilotant et en la testant dans l'espace. "Nous prenons des technologies qui sont prêtes à aller de l'avant du laboratoire et nous les faisons mûrir afin qu'elles soient prêtes à aller dans l'espace", a déclaré Stevens, "mais les missions opérationnelles pourraient être de 10 à 20 ans dans le futur."
Il existe deux types de missions ou de systèmes que NMP entreprend. L'une est une validation de système intégrée, où l'ensemble du système de vol fait l'objet de l'enquête. Le deuxième type est une mission de validation de sous-système, où de petites expériences autonomes sont effectuées sur un véhicule spatial, mais le véhicule ne fait pas partie des expériences.
Le NMP a été créé conjointement en 1995 par le Bureau des sciences spatiales de la NASA et le Bureau des sciences de la Terre, et dans le passé, les missions étaient généralement séparées en fonction de leurs besoins futurs en sciences de la Terre ou en sciences spatiales. Le NMP est désormais géré par la Direction des missions scientifiques de la NASA et se concentre sur les besoins de trois domaines scientifiques: le système Terre-Soleil, l'exploration du système solaire et l'univers.
Le programme a commencé avec la mission Deep Space 1 en 1998, qui était une validation de système intégré de science spatiale. La technologie qui définit DS1 est la propulsion solaire électrique ou ionique. «On savait que cette technologie avait la capacité de réduire la masse nécessaire à la propulsion par rapport à la propulsion chimique conventionnelle, mais personne ne voulait prendre le risque de la faire voler sans être testée dans l'espace», a déclaré Stevens. DS1 a prouvé avec succès l'efficacité de la propulsion ionique, et maintenant les missions suivantes utiliseront ce type de propulsion, y compris la prochaine mission Dawn.
D'autres validations NMP réussies comprennent des améliorations et une réduction des coûts des satellites de type LANDSAT et le test d'un vaisseau spatial scientifique autonome qui a un logiciel de planification de vol qui peut être utilisé sur des rovers ainsi que des vaisseaux spatiaux en orbite pour replanifier une mission robotique sans intervention humaine. Les missions NMP à venir comprennent un groupe de petits satellites appelés nano-sats qui effectueront des mesures simultanées à partir de plusieurs endroits dans l'espace de la magnétosphère terrestre, ainsi que les tests des équipements à utiliser dans le cadre de la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), un mission conjointe entre la NASA et l'Agence spatiale européenne. La seule mission NMP infructueuse à ce jour était Deep Space 2, qui était les microsondes de Mars qui faisaient partie du malheureux Mars Polar Lander.
La NASA a récemment annoncé la nouvelle mission NMP, Space Technology 8, qui est un projet de validation de sous-système. Il s'agit d'une collection de quatre expériences autonomes qui se rendront dans l'espace sur un petit vaisseau spatial peu coûteux et actuellement disponible, surnommé un porte-avions New Millennium. La première expérience sur ST8 est appelée Sail Mast, qui est un mât en graphite ultra-léger. Les applications du mât de voile sont des engins spatiaux qui nécessitent de grandes structures à membrane qui doivent être déployées, telles que des voiles solaires, des parasols de télescopes, des optiques à grande ouverture, des bômes d'instruments, des antennes ou des ensembles de panneaux solaires. "Il y a une série de missions qui ont été identifiées sur la feuille de route de la NASA pour l'avenir qui pourraient bénéficier de cette capacité", a déclaré Stevens. «Ce sera un pas en avant significatif dans la masse de la structure. Nous opérons dans un? kg par mètre de masse pour une flèche de 30 ou 40 mètres qui peut être arrimée de manière compacte et a une rigidité raisonnable. »
La deuxième expérience est le système de panneaux solaires Ultraflex Next Generation. Il s'agit d'un panneau solaire de haute puissance et extrêmement léger. "Cela pourrait être utilisé pour une mission qui nécessite une puissance importante dans un réseau léger et déployable, comme pour la propulsion électrique solaire, ou il pourrait également être utilisé à la surface de corps planétaires", a déclaré Stevens. «Nous envisageons d'augmenter la puissance spécifique de la baie à plus de 170 watts par kilogramme sur une baie d'au moins 7 kilowatts.»
La troisième expérience est le système de calcul à tolérance de panne adaptable à l'environnement. «Ici, l'objectif est d'utiliser des processeurs commerciaux prêts à l'emploi configurés dans une architecture qui est tolérante aux pannes aux perturbations d'un seul événement provoquées par le rayonnement», a déclaré Stevens. «Nous voulons montrer qu'il s'agit d'une conception robuste qui peut être utilisée dans l'espace sans avoir à utiliser des pièces résistantes aux radiations, car vous obtenez une augmentation significative de la vitesse et des capacités de traitement par rapport aux processeurs résistants aux radiations actuellement disponibles. Nous voulons réduire les coûts avec une grande fiabilité. » Cela peut être utilisé pour le traitement de données scientifiques à bord d'un vaisseau spatial et pour des fonctions de contrôle autonomes.
L'expérience finale sur ST8 est le petit système de gestion thermique de caloducs à boucle miniature. "Ce que nous voulons faire ici est de réduire les contraintes thermiques sur la conception des petits engins spatiaux et de gérer la chaleur et le besoin de refroidissement sans dépenser des quantités importantes d'énergie", a déclaré Stevens. Ce système propose de gérer efficacement l'équilibre thermique à l'intérieur du vaisseau spatial en prenant la chaleur là où elle est produite, par exemple par l'électronique, et en la fournissant à d'autres endroits du vaisseau spatial qui ont besoin de chaleur. Il n'a pas de pièces mobiles et ne nécessite pas d'alimentation.
La mission ST8 devrait être prête à être lancée en 2008.
En juillet 2005, la NASA prévoit d'annoncer les fournisseurs de technologie pour la prochaine mission NMP. ST9 sera une mission de validation de système intégrée. Nous envisageons cinq concepts différents, et tous les cinq sont considérés comme des domaines hautement prioritaires pour la NASA. Elles sont:
- Technologie Solar Sail Flight System
- Technologie de système d'aérocapture pour les missions planétaires
- Technologie de système de vol de formation de précision
- Technologie de système pour les grands télescopes spatiaux
- Système d'atterrissage automatique guidé par le terrain pour engins spatiaux
Les cinq concepts seront étudiés au cours de la prochaine année. Après l'achèvement de ces études, l'un des cinq concepts sera sélectionné pour ST9. L'heure de lancement dépendra du concept sélectionné, mais est provisoirement dans la période 2008-2009.
Stevens fait partie du NMP depuis sa création et est directeur de programme depuis 3 ans. Il aime pouvoir démontrer des technologies avancées afin qu'elles puissent être intégrées dans de futures missions. "C'est une entreprise passionnante, une entreprise à très haut risque", a-t-il dit, "parce que la technologie de pointe est si incertaine en ce qui concerne le temps que cela prendra et combien cela coûtera." Il a déclaré que la validation de l'expérience du vaisseau spatial scientifique autonome a été particulièrement enrichissante. «Les rovers actuels de Mars sont extrêmement exigeants en main-d'œuvre, mais la NASA n'a pas voulu transférer le fonctionnement d'un vaisseau spatial à un progiciel, donc je pense que cette validation a été une étape majeure.» Stevens a déclaré que son bureau avait une activité d'infusion technologique en cours avec le programme Mars, qui envisageait d'utiliser cette capacité pour de futures missions, comme le rover Mars Science Laboratory, dont le lancement est prévu en 2009.
Écrit par Nancy Atkinson
