报告的范围包括地面、地下和空中行星机器人,同时将一些相关领域推迟到其他专门的努力和报告。研究结果列出了一系列高优先级机器人技术,如果通过有针对性的投资使其成熟,则可以实现行星科学十年调查中强调的高优先级任务,或有可能在本十年及以后取得突破性进展。十年调查没有针对比新前沿更小的任务提出具体建议,但它确实概述了这些任务可以解决的引人注目的科学问题。因此,包括可能影响发现号、小型创新行星探索任务 (SIMPLEx) 级及更小任务的技术。十年调查还建议将科学有效载荷送往月球,例如通过 PRISM(月球表面有效载荷和研究调查)和 CLPS(商业月球有效载荷服务)计划。在这一范围内,研究小组确定了 NASA 应该投资机器人技术开发和融合的首要领域。
美国宇航局有多个负责太空可持续性的组织。任务理事会执行航天任务并开发相关技术。总工程师办公室和安全与任务保障办公室是技术主管部门,制定与碎片减缓相关的政策。会合评估风险分析计划办公室和多任务自动深空会合评估流程致力于防止美国宇航局的无人航天器与被跟踪的太空物体相撞。约翰逊航天中心飞行运营理事会的轨迹运营官致力于防止美国宇航局的载人航天器与被跟踪的太空物体相撞。轨道碎片计划办公室描述轨道碎片环境并支持碎片减缓。技术、政策和战略办公室进行分析,为太空可持续性的政策和技术投资决策提供信息。发射服务办公室采购运载火箭并评估其相关的轨道碎片风险。此外,发射服务办公室还负责协调 NASA 对联邦航空管理局、国家海洋和大气管理局、联邦通信委员会和国家电信和信息管理局颁发的所有轨道级联邦许可的审查和建议。总法律顾问办公室提供法律建议。国际和机构间关系办公室负责协调国际和机构间伙伴关系、白宫政策制定和联合国活动。
1 美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心,马里兰州格林贝尔特 20771,2 美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心空间科学与技术研究与探索中心,3 美国天主教大学物理系,华盛顿特区 20064,4 美国国家航空航天局博士后项目,橡树岭联合大学,田纳西州橡树岭 37831,5 马里兰大学巴尔的摩分校空间科学与技术中心,马里兰州巴尔的摩 21250。
• 每年协调 ROSES 空间天气征集 • 具有量化不确定性的空间天气:NSF 进行征集,NASA 为其提供意见和资金,包括目前资助两个提案以及共同资助另一个提案 • 与 NOAA 的速赢努力:GONG 磁通量图和 WSA 模型改进 • 空间天气桌面练习:APL 领导跨机构练习,通过模拟空间天气事件的日常生活,确保国家对极端空间天气风暴的适应能力
• 600 平方英尺的干燥室,相对湿度为 1%,用于处理对水分敏感的材料 • 具有温度和湿度控制的高空舱,用于航空电池 • 用于金星 (>450C) 测试的高温炉 • 约 20 个惰性可编程环境室,温度范围为 -75C 至 +200C • >200 个独立电池测试通道,用于完全无人值守的实验室规模电池和大型电池模块测试 - 高达 400A 和 400V • 用于基础研发的湿化学实验室 • 3D 打印功能 • 卷对卷涂布机,用于扩大电极制造 • 半自动化软包电池堆叠设备 • 用于惰性组装和破坏性物理分析的手套箱 • 用于电池堆焊接的超声波焊机 • 安全装置
C. 地面通信 NASA 正在对月球表面网络的不同方法进行权衡研究,以选出最符合探索要求的实施方案。这些潜在方法包括: • 采用 NASA 的空间对空间通信系统(一种双向通信系统,旨在在航天飞机轨道器、国际空间站和舱外活动机动单元之间提供语音和遥测数据)以超高频率进行语音通信。 • 使用 Wi-Fi 进行近距离高速率视频通信。 • 利用地面无线蜂窝标准实现可扩展、更长距离、高吞吐量的 PNT 服务连接。 [8] 这样的网络可以增强
本报告每年更新一次,以收集 NASA 和其他来源提供的有关公开的小型航天器系统的大量新信息。虽然所有章节的更新都反映了小型航天器市场的增长,但我们也做出了一致努力,以更新最新技术发展领域,这些发展最终可能会弥补现有的技术差距。多年来,每章的组织方法已经日趋成熟,不仅可以捕捉当前最先进的 SmallSat 技术的发展状况,还可以提炼出读者在确定任务组件时需要考虑的设计考虑因素。章节组织包括技术介绍、技术可采购系统的当前发展状况以及所调查技术的汇总表。每章的内容都经过独特组织,以呈现关于航天器子系统的小型独立报告,并且以前版本的信息会根据新技术和成熟的技术以及参考任务(如果适用)进行更新。最后,作者试图以一致的方式使用“SmallSat”、“微型卫星”、“纳米卫星”和“CubeSat”这些术语,即使这些术语在航天工业中经常互换使用。
我们已完成空中交通管理技术演示,为联邦航空管理局提供了轨迹管理工具,并支持实施下一代空中交通管理系统。我们正准备开始 X-59 的飞行,以确定社区对陆上超音速噪音的接受程度。我们正在为大型兆瓦级电力推进系统的飞行演示做准备。我们完成了设计和认证轻型复合材料结构的改进能力的演示,目前正在开发提高复合材料结构制造速度的技术。我们刚刚签订了一份合作协议,以建立一种先进配置亚音速运输机的全尺寸演示,这种运输机基于十年来日益先进的研究传统,具有更高的空气动力学效率。我们正在为先进的空中机动系统开发新型空中交通管理能力,以我们在展示突破性的无人机系统交通管理能力方面取得的成功为基础。我们已经展示了强大的新软件验证技术,这些技术将加速复杂自动化系统的开发并确保其安全。我们正在开发预测安全管理的开创性创新,以确保航空系统的未来安全。我们正在激励和培养航空业的下一代多元化领导者,同时通过我们非常成功的大学创新项目支持符合该 SIP 的创新解决方案。等等。
月球到火星架构 为了成功实现人类在深空的持久存在,NASA 战略性地优先考虑硬件开发,首先是该机构广受认可的探索蓝图及其支持性的月球到火星目标,这些目标是在世界各地专家的意见下制定的。每个目标都通过系统工程流程分解,得出架构元素,例如火箭、航天器、探测器、宇航服、通信中继等,这些元素将逐步开发并运送到月球和火星,以进行长期的、人类主导的深空科学发现。架构本身由多个部分组成,NASA 可以将架构分解为易于管理的部分,以集中和优先考虑其分析工作并与合作伙伴进行协调。架构各个部分 — 人类重返月球、基础探索、持续月球演化和人类登陆火星 — 如下所述。