据美国国家航空航天局网站报道,美国国家航空航天局(NASA)计划于2016年4月发布广泛机构公告(Broad Agency Announcement, BAA), 公开向社会征集NextSTEP第二轮项目建议书。此次项目征集的对象是美国国内或国外的科研机构,包括NASA各大中心、政府机构、高校、非盈利组织和私营企业等。
《2014年NASA战略规划》中明确指出要激励商业航天的发展,协助NASA完成其战略目标和战略目的,拓展宇宙探索知识、能力及机会。2014年底,NASA启动了基于空间探索伙伴关系的下一代空间技术(Next Space Technologies for Exploration Partnership, NextSTEP)。该计划采用了一种公私合作伙伴关系的运作模式,旨在寻求商业化的深空探索能力,以支撑未来地月试验场阶段(Proving Ground)的载人空间探索飞行。NextSTEP计划的一项重要目的,即为NASA寻求合作伙伴,满足NASA载人深空探索的战略目标,推动美国商业航天的进程。
2014年12月,NASA发布了第一轮NextSTEP项目征集建议书,旨在寻求先进推进系统、深空居住舱和小卫星三个领域的商业合作伙伴。截止到2015年3月30日,NASA选择了12项技术,其中7项为深空居住舱、3项为电推进,2项为小卫星。在电推进技术方面,私营公司将致力于开发功率50-300kW的深空先进太阳能电推进技术。在该轮NextSTEP项目中,NASA选定了3项电推进项目,计划每年提供40万-350万美元的资金支持,项目研制周期约3年。三家中选的公司分别是:阿斯特拉火箭公司、洛克达因公司和MSNW公司。阿斯特拉火箭公司正在研发一种新型的等离子空间推进系统——变比冲磁等离子体火箭发动机(VASIMR)。等离子体是一种带电的气体,无线电波能够将其加热到极致温度,受到强磁场的控制和引导。在火箭推进系统中,可消耗气体的温度越高,速度就越大,燃料的效率就越高。
图1:阿斯特拉火箭公司的变比冲磁等离子体火箭发动机(VASIMR)概念(图片来源:NASA网站)
洛克达因公司正在研发一种电源处理单元,能够将太阳能电池翼产生的电源转换成250kW多通道霍尔推进器。MSNW公司与华盛顿大学联合开发一种100-300kW大功率电推进系统,既能采用传统推进剂,也能采用满足月球或火星任务就地资源利用的新型推进剂。
图2:洛克达因公司正在研发的250kW多通道霍尔推进器(图片来源:NASA网站)
在深空居住舱方面,NextSTEP选择了7项深空居住系统研究项目,初始研究阶段为1年,内容既包括概念研究,也涉及与居住和操作相关的技术研究,以及环境控制和生命保障系统等。NASA为每项研发工作提供40万-100万的资金支持。目前入选该项目的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。
图3:轨道ATK公司利用“天鹅座”飞船构建的地月空间和深空转移居住舱(图片来源:NASA网站)
基于第一轮NextSTEP计划的良好表现,NASA计划在2016年4月对外征求第二轮NextSTEP项目建议书。本轮项目建议书征求内容包括但不局限于以下几个方面:研究并定义任务架构;研究快速开发原理样机的新方法;关键能力的技术演示验证;验证低地轨道以远的未来载人探索操作概念;未来飞行系统的点对点的设计、开发、测试和在轨评估。本轮征求的项目建议书将重点关注深空居住舱的开发,工程设计及研制,减少在环月轨道飞行的风险。在第一轮NextSTEP计划中,已经有些机构完成了项目的设计,NASA将遴选其中一些项目,支持其继续开发。第二轮NextSTEP合同周期将视研究或开发项目的复杂性而定,有可能在五年左右。(上海航天第808研究所 王燕)