Finanțare pentru următoarea generație de misiuni științifice spațiale

Regatul Unit s-a aflat în centrul misiunilor internaționale de știință spațială, inclusiv telescopul spațial James Webb, o dată la o generație, care a fost lansat în decembrie; Solar Orbiter, o misiune de studiere a Soarelui și a efectelor acestuia asupra sistemului solar; și misiunea BepiColombo la Mercur.

Noua finanțare își propune să încurajeze colaborarea dintre industrie și mediul academic și să stimuleze tehnologia care va sprijini viitoarea explorare a universului prin astronomia spațială, cosmologie, știința sistemului solar și astrofizică.

Conduse de organizații din Scoția, Irlanda de Nord și Anglia, proiectele includ utilizarea de oglinzi minuscule, controlate digital, mai mici decât lățimea unui păr uman, pentru a contracara mișcările telescoapelor spațiale și a obține imagini mai clare. Dacă va avea succes, tehnologia condusă de Regatul Unit ar putea fi folosită ca bază pentru instrumentele viitoarelor misiuni spațiale.

Un altul va dezvolta un ceas atomic spațial suficient de mic pentru a încăpea într-un cub de mărimea unui cuptor cu microunde. Testele de fizică fundamentală, cum ar fi mecanica cuantică și relativitatea generală, se bazează pe măsurarea timpului extrem de precisă. Un ceas atomic ultra-precise care se poate încadra într-un satelit minuscul ar putea ajuta la revoluționarea experimentelor de fizică bazate pe spațiu, precum și la navigația în spațiul adânc pentru misiunile de știință planetară și de explorare.

Ministrul științei George Freeman a spus:

Sectorul tehnologiei spațiale și prin satelit din Marea Britanie valorează deja peste 16 miliarde de lire sterline și crește rapid. Pe lângă conducerea noastră revoluționară în proiecte precum telescopul James Webb și misiunile Solar Orbiter, agenția noastră spațială din Marea Britanie sprijină sute de IMM-uri care dezvoltă tehnologie de ultimă oră.

De la ceasuri atomice în miniatură și oglinzi minuscule controlate digital care ajută la canalizarea luminii către navele spațiale în mișcare, până la noile detectoare de vreme spațială pentru a avertiza asupra furtunilor solare devastatoare, aceste noi proiecte vor asigura că Regatul Unit continuă să crească ca o superputere științifică globală.

Apelul Tehnologie pentru Știința Spațială este o inițiativă comună între Programul Național de Tehnologie Spațială al Agenției Spațiale din Regatul Unit și Consiliul pentru Facilități pentru Știință și Tehnologie (STFC), parte a cercetării și inovației din Regatul Unit. Un total de 455.000 de lire sterline au fost destinate celor 10 proiecte din Marea Britanie.

Pe lângă finanțarea națională, Regatul Unit este un contributor major la Programul Științific al Agenției Spațiale Europene, investind aproximativ 94 de milioane de lire sterline pe an, oferind companiilor din Marea Britanie oportunități de a licita pentru contracte de mare valoare și acces la furnizori și clienți europeni și permițând cercetătorilor britanici. să colaboreze cu parteneri europeni și internaționali la misiuni de pionierat științifice spațiale care ar fi prea mari și ambițioase pentru o singură țară.

Strategia Spațială Națională subliniază planurile pe termen lung de a crește sectorul spațial al Regatului Unit și de a face din Marea Britanie o superputere științifică și tehnologică, inclusiv construind pe baza capacității de producție și tehnologie, catalizand investițiile și lucrând la nivel internațional.

Proiectele in detaliu

Rb-TP: Un ceas atomic cu Rubidiu pentru testele fizicii fundamentale

Conducător: TwinParadox Ltd, Londra

Finanțare: 36.500 GBP

Ceasurile atomice optice din spațiu vor putea face îmbunătățiri de ordine de mărime testelor de mecanică cuantică și relativitate generală. Ele deschid, de asemenea, noi domenii, cum ar fi observatoarele undelor gravitaționale, astronomia extrem de VLBI și au potențialul de a revoluționa navigația în spațiul adânc pentru știința planetară și misiunile de explorare.

Ceasurile optice cu vapori de rubidiu cald sunt un candidat excelent pentru un ceas optic spațial, realizând stabilități ale pieselor în 10-15 la o oră – mai bine decât orice ceas spațial existent. Acest proiect va realiza designul precursor necesar pentru un ceas Rb-TP ultra-compact într-un format mic, cu costuri reduse, potrivit pentru o demonstrație CubeSat.

Miniaturizarea receptoarelor radio de înaltă precizie pentru observații cosmologice ale Evului Întunecat de pe platforme spațiale rentabile de pe orbita Lunii

Conducător: Universitatea din Cambridge

Partener: STFC RAL Space

Finanțare: 50.000 GBP

Cosmologia radio de joasă frecvență își propune să studieze misteriosul Univers timpuriu (Epocile Întunecate și Zorii Cosmic). Efortul de observare este o provocare instrumentală extremă, în care un semnal cosmologic trebuie extras din semnale de zgomot mult mai strălucitoare (~100.000 de ori) provenite de pe cer, de pe Pământ și din radiotelescopul însuși. Experimentele terestre se confruntă cu provocări, cum ar fi interferența provocată de om și distorsiunile introduse de ionosfera Pământului. Acest proiect va construi un prototip de receptor miniatural pentru observații radio-cosmologice din cea mai liniștită locație din sistemul solar: partea îndepărtată a orbitei Lunii. Acesta ar putea fi instalat într-o platformă CubeSat rentabilă, care să permită o abordare experimentală iterativă fără factorii contaminanți.

O foaie de parcurs tehnologică pentru interferometria astrofizică cu raze X

Conducător: Universitatea din Leicester

Partener: Open University

Finanțare: 50.000 GBP

Imaginile cu cea mai mare rezoluție ale cerului cu raze X au fost realizate până în prezent de observatorul de raze X Chandra, un telescop remarcabil care ne-a revoluționat viziunea asupra proceselor de înaltă energie din astrofizică. Dar telescoapele de acest tip par să atingă o rezoluție limită practică. Este necesară o nouă abordare radicală a imaginilor cu raze X pentru a conduce progresele viitoare în astronomia cu raze X. Această propunere va crea o foaie de parcurs tehnologică care urmărește să ofere instrumentele de care au nevoie astronomii pentru noile observații științifice – de la imagistica exoplanetelor care trec prin fața stelelor din apropiere până la rezolvarea orizontului de evenimente al unei găuri negre.

Studiu de fezabilitate al unei misiuni de ocultare solară activată de Lună

Conducător: Centrul spațial Surrey, Universitatea din Surrey

Finanțare: 50.000 GBP

Conform celei mai recente evaluări a Academiei Regale de Inginerie a vremii spațiale, modelarea și observațiile mai bune ale heliosferei interioare reprezintă un „pas crucial în înțelegerea tuturor aspectelor activităților solare”. Acestea includ evenimente catastrofale, cum ar fi erupțiile solare și ejecțiile de masă corona, care pot face ravagii în rețelele electrice și tehnologiile spațiale. Acest proiect dorește să exploreze fezabilitatea unei misiuni de navă spațială menită să colecteze măsurători mai frecvente și de mai bună calitate ale coroanei interioare a Soarelui prin intermediul eclipselor totale de soare activate de Lună în spațiu. Traiectoriile navelor spațiale candidate vor fi cercetate în dinamica haotică a sistemului Soare-Pământ-Lună și vor fi folosite pentru a informa proiectarea preliminară a unei platforme de satelit mici conduse de Regatul Unit.

Unități de câmp integrale: următoarea generație de instrumente solare spațiale

Conducător: Universitatea Queen’s din Belfast

Finanțare: 50.000 GBP

Plasarea telescoapelor de mare putere în spațiu oferă un punct de vedere de neegalat al obiectelor cerești, inclusiv cea mai apropiată stea a noastră, Soarele. Din păcate, mecanica navei spațiale necesare pentru a menține orbitele stabile introduc adesea fluctuații nedorite în îndreptarea telescopului, ceea ce poate duce la estomparea imaginilor dobândite. Acest proiect va investiga adecvarea oglinzilor la scară mică controlate digital, care sunt mai mici decât lățimea unui păr uman, pentru a reduce impactul vibrației navelor spațiale permițând redirecționarea luminii care intră la rate foarte mari (depășind mii de ori). fiecare secundă). Înțelegerea caracterului adecvat al microoglinzilor pentru zborurile spațiale va deschide calea pentru viitoarele suite de instrumente conduse de Regatul Unit în deceniile următoare.

GaiaNIR: Marea Britanie – studiu de consolidare a capacităților și fezabilitate pentru astrometria următoarei generații

Conducător: Institutul de Astronomie, Universitatea din Cambridge

Parteneri: Universitatea Durham, University College London Mullard Space Science Laboratory și Centrul de Tehnologie Astronomică din Regatul Unit și Leonardo UK Ltd

Finanțare: 47.000 GBP

Scopul studiului este de a efectua studii inițiale de fezabilitate legate de dezvoltarea unei viitoare misiuni spațiale de astrometrie în infraroșu apropiat în contextul programului ESA Voyage 2050, pornind de la punctele forte ale Regatului Unit în domeniul științei, datelor și tehnologiilor de detectare IR. Observarea în infraroșu ar permite studiul regiunilor ascunse în optică din cauza prafului, de exemplu regiunile centrale ale Căii Lactee, și astfel ar permite o înțelegere detaliată a ecosistemului galaxiei noastre și a istoriei formării.

Snecuri asistate cu ultrasunete

Conducător: Universitatea din Glasgow

Finanțare: 50.000 GBP

Explorarea subteranei unei alte planete ne poate necesita să forăm sub pământ, dar gravitația scăzută ar putea face dificilă crearea forțelor și cuplurilor necesare pentru a opera o garnitură de foraj rotativă. Cu toate acestea, vibrațiile ultrasonice – mișcări mici, de înaltă frecvență – sunt cunoscute pentru fluidizarea materialelor asemănătoare solului. Acest proiect va determina dacă acest fenomen de fluidizare poate fi aplicat unui melc de foraj, ceea ce ar reduce forța și cuplul care ar trebui aplicate și ne va permite să explorăm terenul folosind aterizatoare planetare mai mici și, prin urmare, mai rapide și mai ieftine.

Bucla de control îmbunătățită pentru un magnetometru miniaturizat pentru vreme spațială

Conducere: Colegiul Imperial din Londra

Finanțare: 36.500 GBP

Colegiul Imperial conduce un proiect de îmbunătățire a performanței detectorilor de câmp magnetic miniaturizați care sunt desfășurați pe nanosateliți pentru a detecta perturbările meteorologice din spațiu provenind de la Soare. Aceste perturbări pot provoca interferențe grave ale mediului la sol, cum ar fi închiderea rețelelor electrice. Proiectul presupune dezvoltarea unui nou tip de control electronic care este compatibil cu cei mai sensibili senzori magnetorezistivi, senzori miniaturali cu stare solidă care sunt mai frecvent utilizați în aplicații de navigație și detecție a vehiculelor.

Utilizarea analizei statistice multivariate pentru a se potrivi cu datele de spectroscopie din analiza de la distanță și in situ a suprafețelor planetare: o evaluare a dovezii de concept

Conducător: Universitatea Deschisă

Finanțare: 40.500 GBP

Unul dintre cele mai puternice instrumente pe care oamenii de știință le folosesc pentru explorarea de la distanță a corpurilor planetare este spectroscopia de reflexie. Când lumina de la Soare este reflectată înapoi de la suprafața unui corp planetar, spectrul său (sau modelul de lungimi de undă) este modificat în moduri care depind de compoziția și rugozitatea suprafeței. Spectrele sunt interpretate prin comparație cu roci și minerale cunoscute – dar nu este o procedură exactă. Echipa dezvoltă tehnici matematice care pot accelera și face mai precisă interpretarea spectrelor planetare. Acest lucru va ajuta viitoarea explorare a spațiului și recunoașterea potențialelor resurse in situ.

Acoperiri optice prin procesarea continuă a pieselor cu suprafețe mari folosind oxidarea electrolitică cu plasmă („OCULAR”)

Conducător: Keronite International Ltd, Haverhill, Suffolk

Finanțare: 44.000 GBP

Tratamentele de suprafață negre sunt necesare pentru instrumentele optice și ecranarea solară pentru a rezista la condițiile extreme găsite în spațiu, dar foarte puține tehnologii de tratare a suprafețelor îndeplinesc aceste cerințe. Procesul brevetat de oxidare electrolitică cu plasmă (PEO) Keronite implică crearea unui strat de oxid ceramic pe suprafața metalelor, care oferă proprietăți excepționale pentru aplicațiile spațiale.

Pentru a răspunde unei cereri crescute de acoperire a componentelor mari, inclusiv următoarea generație de telescoape spațiale, abordarea OCULAR are în vedere un proces inovator de acoperire continuă prin care doar o secțiune a unei piese este acoperită la un moment dat în timp ce se rotește piesa pentru a asigura o acoperire completă. Aceasta va fi o capacitate unică la nivel global, care va pune tehnologia spațială din Marea Britanie în fruntea dezvoltării viitoare pentru părțile spațiale mari care necesită acoperiri optice funcționale.

Leave a Comment