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前行新的深空探测技能,NASA塑造新的公合营盟同伴关系

2020-03-18 17:23栏目:帮助中心
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[据NASA网站2016年1月28日报道] NASA喷气推进实验室已选定四家企业,开展基于太阳能电推进航天器的设计研究工作。该航天器将用于NASA的“小行星重定向机器人任务”。被选定参与初步研究的航空航天企业包括洛克希德·马丁航天系统公司、波音幻影工厂、轨道ATK公司和劳拉航天系统公司。

[据NASA网站2017年2月23日报道]NASA正在与8家美国公司合作,以推进小型航天器和运载火箭技术的成熟,这可能有利于美国NASA和商业航天市场的发展。

[据美国国家航空航天局网站2015年3月30日报道] 美国国家航空航天局基于与商业界的成功合作,已在近期选择12项“空间探索伙伴关系下一代航天技术项目”开展概念研究和技术研发。这12项技术分属先进推进、深空居住和小卫星三个领域。通过此类公私伙伴关系,被选定的企业将与NASA合作发展新的探索能力。这种能力对于将商业公司在空间和载人探索方面的技术和成果用于包括地月空间和火星等深空探测至关重要。

ARRM是NASA利用地月空间计划的一部分。地月空间是指从地球到月球轨道之间的区域,能够作为未来低地球轨道以远载人飞行的试验场,为NASA的“火星征程”提供支撑。

通过利用公私合作伙伴关系,提高临界点技术。一项技术被认为处于“临界点”,是指如果在其能 力演示验证中投资将引起技术成熟度的显著提高,使其进入商业航天应用具有更高的可能性,并且合作伙伴能力的显著提升能够成功地把技术推向市场。公私合营机会将发展有利于未来NASA任务的有前途的商业航天技术。

选择的先进电推进技术项目将发展50~100千瓦范围电推进系统,满足多种深空探测任务的需求。NASA目前电推进技术水平在5千瓦以下。NASA小行星重定向任务广泛机构公告中称将研制40千瓦级电推进系统。

ARRM航天器的采购策略是利用市场上可买到的美国工业能力来降低成本及其风险。该战略将通过两个阶段采购ARRM航天器平台。第一阶段是由美国企业与该任务的项目办公室共同完成相关设计工作,支撑任务规划。第二阶段将通过第二次竞争获得,包括从研究参与者中选择一个负责飞行航天器平台的开发与实施工作。

小型运载火箭技术开发

NASA将每年分别为NextSTEP中三个先进电推进项目提供40万~350万美元资金支持,项目周期不超过3年,重点开展地面试验。被选中的三家企业分别是阿斯特拉火箭公司、航空喷气·洛克达因公司、MSNW有限责任公司。

ARRM正计划开展多项演示验证任务,包括利用性能提升20倍的深空太阳能电推进系统执行大型有效载荷机动;从小行星取回质量高达20吨的巨石并将其置于绕月轨道;以及验证在深空环境下集成的载人与机器人运行能力。

小型运载火箭能够用于小型航天器的发射、科学任务和支持深空载人探测。NASA正在与下列公司合作,加快商业能力的发展,以使小型航天器能够频发发射至低地球轨道:

深空居住系统研究项目将帮助确定模块化居住能力的体系结构和分系统,以使其能够在深空实现任务能力的扩展。NASA正在研制的“猎户座”乘员探索飞行器具备在深空承载4名航天员停留21天并安全返回地球的能力。

·Masten航天系统公司正在开发采用先进制造技术的发动机。该发动机将被用于为不断增长的立方星和小卫星发射市场提供低成本可重复使用发射服务。

本次选择的深空居住研究项目旨在通过研究将“猎户座”的运输能力扩展至可携带4名航天员在地月空间停留至多60天所需的技术,对居住能力的研究将用于未来的火星任务。被选定的研究项目包括概念研究,与居住和运行有关的先进技术研究,居住系统所需的环境控制和生命保障研究等。

·Ventions公司将提供运载火箭集成和两级运载火箭的轨道飞行测试验证。运载火箭将具备按需发射小型载荷到低地球轨道的能力。

NextSTEP共选择了7个深空居住方面的项目,初始研究阶段至多12个月,NASA为每项研发工作提供40万~100万美元的资金。每个项目的后续研究情况将在初始研究过程中确定。选定的7家企业分别是:比格罗航空航天有限责任公司、波音公司、Dynetics公司、汉密尔顿·胜特兰航天系统国际公司、洛马公司、轨道ATK公司和轨道技术公司。

·Tyvak纳米卫星系统公司将生产用于运载火箭和微小卫星的商用微型航空电子平台。该项目还将创建一个模拟发射场景的实时系统。3次试验飞行将对微型航空电子平台进行演示验证。

本次选择的立方体卫星项目中的CubeSat将可能作为“航天发射系统”重型运载火箭首次飞行任务即发射“探索任务”-1飞船时的二级有效载荷。CubeSat项目将为NASA降低航天项目风险、提高效费比、提高机器人和载人深空探测设计成熟度提供帮助。

·HRL实验室将开发用于火箭发动机部件的高温材料。HRL实验室将与其子承包商Vector航天系统公司合作,推进高性能液氧/丙烯火箭发动机热点火试验技术的成熟,该技术能够用于小型和大型运载火箭发动机。

“探索任务”-1将为把这些CubeSat卫星送入深空开展科学和技术验证以及探索和商业应用提供难得的机会。NextSETP选择的两个项目采用固定价格合同,设有技术和资金支付里程碑。NASA将为每个项目的发展和运行支付140万~790万美元。选择的两家机构是洛马航天系统公司和莫尔州立大学。

·UP航空航天公司的眼下任务将验证目前处于开发状态的运载火箭的几个子系统。这些子系统包括GNC系统、鼻锥-整流罩分离系统和轻质级间段系统。此外,开展一级火箭发动机的地面试验。运载火箭将能够发射小型纳米卫星到低地球轨道。

NASA载人探索和运行任务部先进探索系统分部主任称:“这种公私合作伙伴关系一方面帮助NASA激励美国航天企业,另一方面将帮助美国拓展空间领域知识前沿、提升能力以及提供更多的机会。”

·轨道科学公司将采用先进材料控制飞行结构以减少在飞行过程中的动力过载。他们将建造半尺寸和全尺寸飞行结构并完成端到端的地面和飞行测试。如果成功,该技术有可能增加运载火箭的有效载荷能力并降低成本。

小型航天器能力验证任务

NASA正在与下列公司合作,通过具有积极时间表和成本目标的飞行验证来提高小型航天器的能力:

·Trans航空公司,增加空间态势感知的潜在需要,轨道验证任务将试图通过新技术探测近地轨道小行星和轨道碎片。深空工业公司、NASA喷气推进实验室和Trans航空公司一起工作,将测试一个综合跟踪系统,以探测快速移动目标,并为该目标创建合成图像。

·ExoTerra资源公司将飞行测试一个利用碘代替氙气的300瓦太阳能电推进系统。碘能够作为惰性固体发射,一旦进入轨道,碘就会蒸发成一种离子化的气体,从而消除运载火箭的风险。作为致密固体而不是气体发射也增加了可以在航天器上储存相同体积的推进剂的数量。ExoTerra资源公司的验证任务将尝试携带由深空工业公司提供的仪器载荷执行近地小行星的飞越探测。

NASA对这些项目的投资总计约为1700万美元,每个项目大约为期2年。

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