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【Flight opptunnity】NASA运用高空科学气球、零重力试验飞机、亚轨道火箭测试空间科学实验载荷

 浮空君 2021-01-31

NASA选取了9项了空间科学实验载荷,进行高空科学气球、零重力试验飞机或者亚轨道火箭的搭载试验。此项搭载试验的目的是把这些空间技术从实验室中带到真实的太空环境中去,使这些载荷更接近于实际的应用环境。该计划被称为飞行良机(Flight opptunnity)。美国宇航局每年进行2次选拔,挑选出具有应用前景的载荷。并将这些载荷搭载到达太空的边缘,从而提供相对低成本的太空环境模拟飞行实验。

飞行良机计划项目主管StephanOrd说:“飞行良机计划为科研人员提供了一个绝佳的机会,以便他们能够在真实的宇宙空间环境中测试其设计。亚轨道飞行相对于轨道成本来说成本较低。载荷可以在真正进入太空前,借助该项目尽可能发现其潜在问题。

飞行良机的设立主要有两项目标。

第一,测试空间科学实验有效载荷。美国宇航局从申请的项目中选择了7项:

1、计划搭载于宇宙空间站,研究重力对温度敏感性材料沸热传导效应影响的科学实验载荷。马里兰大学科利奇帕克分校,Jungho Kim。这个载荷将搭载失重试验飞机收集材料沸热传导数据。这些数据有助于设计更精确的沸热传导模型,从而推进下一代太空热交换机的研制。服务商: Zero-G Corp.

2、微重力下燃料箱最佳冷却方法的验证实验,佛罗里达大学,Jacob Chung。当执行燃料运送或深空载人任务时,火箭低温燃料需要在燃料箱之间转移,对燃料箱的冷却就成为了必须进行的操作。该技术有望减少冷却剂的使用量。服务商: Zero-G Corp.

3EMPANADA(一种南美肉饼):-以造成宇宙尘埃最小的方法在行星上抛锚或开采小行星。北卡罗来纳州立大学,Karen DanielsEMPANADA有效载荷探索了在微重力条件下穿透土壤的新方法,其灵感来自于植物的根系。该项技术可以用于采矿小行星或抛锚在低重力的陨石上。服务商: Zero-G Corp.

4、复杂环境下飞行器导航系统,Charles Stark Draper实验室,Brett Streetman。该系统由一系列具有计算能力的传感器组成,能够为飞行器提供导航数据。也能够满足飞行器在行星上着陆,以及在行星表面移动的导航需求。服务商:World View Enterprises

5、超低温测量技术验证,普渡大学,Steven Collicott。微波温度测量技术由于其快速、精确、可重复使用的特点,成为微重力环境下低温燃料箱温度测量候选技术之一。这个有效载荷实验将有助于确定温度探针的几何形状对该系统温度测量准确性的影响。服务商:Blue Origin

6、微重力环境下使用模态分析确定燃料的剩余量,卡西基学院,Kevin Crosby。微重力环境下,测量燃料箱中燃料的剩余量非常复杂。通常情况下,需要火箭发动机将燃料转移至燃料箱的底部,这将消耗额外的燃料。本载荷提供了一个简单的低成本测量方法,利用燃料箱的振动响应来估计燃料的剩余量。服务商:Zero-G Corp andBlue Origin

7·lisa - t微重力部署演示实验,ManTech国际公司,Greg Laue。利用体积紧凑、重量很轻的太阳能薄膜电池,极大的提高小型卫星的太阳能发电量,从而增大小型卫星应用范围。服务商:Zero-G Corp

第二:验证平台本身性能及其运载能力。美国宇航局选择了2项申请:

1JANUS 3.0,有效载荷可搭乘亚轨道可重复使用火箭接触外界大气环境。约翰霍普金斯大学,H. Todd Smith。这是安装在Blue Origin新型火箭外部的一个运载平台,它可以搭载小型有效载荷并将载荷暴露在空间环境中。该平台预计可以将载荷搭载至80-100Km高度,并支持载荷在外部空间环境中进行实验。服务商:Blue Origin

2、平流层和亚轨道飞行实验保障设备。Teachers In Space计划,Elizabeth Kennick。运用3D打印技术,该团队为飞行实验载荷设计了一款带有处理器、数据存储器、传感器以及电池的标准化实验保障设备。该设备为教师和学生将来在太空中进行实验教学,搭建了可行的专业化平台。服务商:Blue Origin

飞行良机计划将运载平台和实验载荷有机的结合了起来,有助于降低空间科学技术的研发成本。将科学技术从实验室中转移到真实的相关飞行环境中,更好的促进技术的成熟,验证项目的可行性、降低项目实施的技术风险并且有助于新型空间技术的应用推广。

该计划由美国宇航局太空技术任务部(Space Technology Mission Directorate)出资设立;阿姆斯特朗飞行研究中心(ArmstrongFlight Research Center)进行管理;艾姆斯研究中心(Ames Research Center)负责具体技术的征集和选择,并在商业火箭上完成搭载和测试。

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