NASA的頂級創新
Rod Pyle是太空作者和紀錄片製作人。他領導了領導培訓NASA約翰遜(Johnson)航天中心的高級管理人員中心(Johnson Passion Center),並為太空探索和組織原則提供了廣泛的文章。皮爾的最新書是“創新NASA方式:利用組織的突破性成功”(McGraw-Hill,2014年)。他向Space.com的專家聲音:專家和見解。
自該機構成立於1958年以來,NASA就一直是創新的代名詞。計劃又一個計劃已經證明了這一點,但也許沒有像1961年至1972年的太空比賽那樣激烈的創造力。隨著七十年代的進步,預算已經下降了,預算減少了,既開始又開始了NASA和在NASA內的裁員,並且在空間合同中均在1960年代享受了1960年代。該機構的預算從1966年的國家預算的近5%下降到1970年代,1980年代和1990年代的大約1%,到當前的0.5%,這是有史以來最低的百分比。 [創新將如何使我們進入2020年火星(專欄)這是給出的
儘管如此,NASA仍繼續通過連續的新創新計劃和技術來領導國家太空機構和太空探索。儘管航天飛機的任務完全不同,即在理論上(理論上)便宜,更有效地進入太空,但該計劃實際上是關於創新的依據。 [“ NASA Way創新”(美國2014年):摘錄這是給出的
這國際空間站在全球環境中一直是創新的案例,涉及與全球各國的許多主要和次要夥伴關係。
然後是噴氣推進實驗室(JPL),進一步進行了一次探索。 JPL始終在資金管道的狹窄結束時,始終超出了世界的期望和自己的期望,而且壯觀的探索深空航程在其主要任務結束後持續了數十年。
這是NASA的主要創新中的十個,其中一些“最好的時光”。
旅行者
在1960年代,NASA不滿足於僅探索火星和金星,NASA孵化了一個探索大部分的計劃太陽系。主要行星 - 木星,土星,天王星和海王星 - 在1970年代進行了粗糙,彎曲的對準,NASA希望與Twin Spacecraft進行一次“大遊覽”。這樣做的機會將在大約180年的時間內重複。
該計劃受到預算問題的阻礙,但NASA堅持不懈,並讓Jet推進實驗室(JPL)建造了兩個較小且雄心勃勃的航天器,稱為Voyager。機器人探險家於1977年成立,越過木星和土星,並在1980年完成了主要任務。軌跡設計和大量腦力有了巧妙的轉變,JPL設法轉移了Voyager 1,調查了土星最大的月球,[[泰坦,然後離開太陽系。 Voyager 2繼續前進,並參觀了海王星和天王星(並且仍然是唯一這樣做的機器)。
由於創新的機械和電子設計,核燃料源以及第一批飛行到太空的自動駕駛計算機,這兩種探針仍在將近38年後仍在傳輸數據。 Voyager 1去年正式離開了太陽系,在大約50,000年的時間內與另一顆恆星進行了會合。
下一步:阿波羅衛星
阿波羅衛星
如果您不能行走,飛向月球有什麼好處?那就是1960年代初期NASA工程師面臨的難題。他們為X-15航班,水星和雙子座設計了太空服,每個西裝都比其前任好一點 - 但所有西裝都僵硬,笨重和不舒服。
也許最糟糕的是,當西服被加壓時,實際上很難做任何事情 - 他們就像戴著僵硬的氣球。為了阿波羅NASA迅速進行了創新,建造和測試了十幾種設計,然後定居於Apollo 11 Landing的笨重西裝之前,建造和測試了十幾種設計。
專為在月球表面工作而設計的太空服比看起來更敏捷。手套和西裝的其他部位上有旋轉的接頭,指尖由橡膠薄製成,足以“感覺”,肩膀由巧妙的電纜和豪華的佈置支撐。儘管沒有人會稱它們為“舒適”,但宇航員能夠使用它們,免受月球的殺戮溫度和硬真空的保護,每次最多八個小時。
下一步:維京火星著陸器
維京火星著陸器
在1950年代後期,美國宇航局的噴氣推進實驗室夢想著一個雄心勃勃的使命,將雙機器人蘭德斯送往火星。到達那里後,這些機器將進行地質測試,天氣和大氣感應,也許最雄心勃勃的是尋找生活。在設計任務時,NASA甚至沒有飛過火星 - 地球只是大型望遠鏡的紅色污跡。
但是在十年之內,NASA工程師正在行使令人難以置信的創新,並進行了微型的生活科學實驗室,這些實驗室應該填滿教室,直到一台小洗衣機的大小。二維京人航天器各自帶有軌道成分和登陸器,於1976年到達火星。
雙蘭德斯在紅色星球的相對側降落,並且兩者都遠遠超出了他們的主要任務90天(維京人1 Lander的運作直到1982年)。雖然尋找微生物壽命是雄心勃勃的(許多人會說大膽),但結果令人困惑且尚無定論。
但是在2008年,NASA科學家對實驗進行了重新評估,並確定可能存在微生物或至少有機物質,畢竟是在火星土壤中。一個新火星漫遊者定於2020年的任務可能使我們更接近以一種或另一種方式了解。
下一步:F-1火箭引擎
F-1火箭引擎
在1950年代後期,美國正在遭受“火箭一票”。俄羅斯人總是比美國火箭(他們的洲際彈道導彈(ICBM)核導彈使我們的火箭更大,使我們的火箭看起來像小小的)。因此,美國空軍委託在加利福尼亞的一家公司洛克基建造有史以來最大,最強大的火箭引擎。
它被稱為F-1,最終將為阿波羅月球飛行提供動力。關於F-1的一切都是大膽而新的……而且很大。最終設計產生了150萬磅的推力。
Rocketdyne最初建立在以前的知識上,但僅僅擴大較小的發動機會導致測試時爆炸巨大。一個主要問題是,由於聲學振動,發動機正在使自己死亡。 Rocketdyne的創新?在火箭發動機發射時,故意彈出小炸彈,使其以受控方式振動,直到工程師理解問題為止。那是大膽的(有些人可能會瘋狂)的想法。 F-1是當時最成功的火箭發動機。
下一步:航天飛機
太空梭
您如何跟進一個令人驚嘆的太空程序,將一個人登上月球?當然,有一個半獨立的空間平面。
這輛航天飛機將經歷許多重新設計,從完全可用的雙空間平面,帶有試驗,可重複使用的第一階段,再到帶有綁帶式助推器和可消耗的橙色燃油箱的最終化身。但是,從其巨大的貨物能力到令人難以置信的散熱瓷磚以及每次飛行30次超過30次的能力,亞特蘭蒂斯努力是驚人的機器。
儘管發生了兩次致命的機上事故,但艦隊總共飛行了134次,這是一項支持成功創新為高度限制的預算的研究。
下一步:阿波羅指導計算機
阿波羅指導計算機
您如何使用1960年代的技術飛往月球?只是瞄準並發射火箭?沒有。您需要一台複雜的導航計算機,1963年,當美國國家航空航天局(NASA)認真對待月球時,這些設備充滿了整個房間。
但是該機構毫不畏懼,並與馬薩諸塞州理工學院(MIT)的儀器實驗室進行了合作,以設計Apollo指導計算機。結果是有史以來第一個集成電路數字飛行計算機。這阿波羅宇航員使用計算機從地球飛往月球,並以六次成功的著陸飛行。
計算機可以從地球到月球,從月球軌道到表面,然後返回月球並返回地球……所有這些都在2千摩變的RAM和36千洛基的編程中,在一個Megahertz上運行。它的智能遠不及現代洗衣機,但功能強大,並且是當今緊湊型數字計算機的基礎。
下一步:火星漫遊者好奇心
火星漫遊者的好奇心
“達陣 - 我們在火星上安全!”當飛行導演Al Chen講這五個字時,長達十年的傳奇以NASA的成功著陸結束火星漫遊者的好奇心。
這項耗資25億美元的計劃是迄今為止最雄心勃勃的計劃,其工具和能力比以前的儀器和能力高。但是,所有這些技術獎得主是以一個代價的 - 複雜的漫遊者重達一噸,是迷你庫珀的大小。安全地降落是一個巨大的挑戰。
以前的任務中使用的方法對於這款重型機器不足。因此,工程師擊中了一個新的,古怪的,瘋狂的想法:幾乎使用降落傘和火箭彈懸停的工藝,然後使用尼龍繩降低流動站。他們將其稱為“ Sky Crane”,設計時抬起眉毛和血壓。 JPL的首席工程師羅伯特·曼寧(Robert Manning)回憶說:“我們首先必須通過笑聲。”
但是在2012年8月5日,唯一笑的人是JPL的任務控制中享有盛譽的工程師,控制者和科學家 - 好奇心已經對火星產生了,他們的冒險才剛剛開始。
下一步:月球模塊
月球模塊
更輕,更輕,打火機。那是格魯曼公司的咒語,因為他們努力製作NASA的阿波羅月球模塊航班值得。長期以來,該公司是堅硬的戰鬥機的製造商,現在負責建造少量真正的太空飛船 - 機器只能在太空中飛行。沒有精簡,沒有空氣動力學。
工程師努力將概念轉變為金屬。最終的結果是與早期的設計有著巨大的不同:他們剝離了大多數窗戶,座椅,甚至是下台的側面板。登陸月球上的一切都不是絕對必要的。
但是這台機器仍然太重而無法飛行,因此,格魯曼採用了極端和開創性的方法,即使是化學蝕刻的微小機加工零件,直到它們勉強強大到足以工作 - 在修剪革蘭器的戰鬥中。最後,十個月球模塊飛行(包括阿波羅13 lm,當氧氣坦克爆炸時拯救了船員),他們每個人都做了完美的工作。
下一步:國際空間站
國際空間站
這國際空間站(ISS)是有史以來最大,最昂貴的機器,它代表了有史以來最複雜,最成功,有時甚至是有史以來緊張的國際合作。最終建築結合了最初旨在在包括美國,俄羅斯,日本和歐洲在內的單獨的國家太空計劃中飛行的設計。
ISS比足球場大,價格昂貴,為1500億美元。它也是太空中最長的持續佔用結構,船員旋轉了近14年。隨著車站的年齡增長,需要新的和創造性的解決方案來修復生病的零件(例如最近修復故障的空調單元)。但是事實證明,國際空間站是強大的,計劃至少在2024年之前留在軌道上。
下一篇:阿波羅月亮火箭
阿波羅月亮火箭
站在列表中的第一名是強大的土星v月球火箭。這個三階段的怪物是第二次世界大戰驅逐艦的大小,甚至超過600萬磅。
火箭的第一階段利用了五台F-1火箭發動機,總共產生了750萬磅的推力 - 1.6億馬力。如果火箭在發射台上失敗,那將是一枚小原子炸彈的爆炸力。這是一個較小的火箭的高度發展,它的起源是韋納·馮·布勞恩(Wernher von Braun)的V2火箭彈,該火箭在第二次世界大戰中撞上了倫敦和安特衛普(Antwerp)。
面對創作者的未知數是巨大的,科學技術領域所需的創新是泰坦尼克號。當美國總統約翰·肯尼迪(John F. Kennedy)宣佈在1961年的十年末宣布將美國人登上月球時,震驚的是美國國家航空航天局(NASA Brass)的頂級黃銅(NASA Brass)承認,他們“甚至不知道自己不知道的東西”。儘管如此,在短短八年內,土星V火箭將Apollo 11號航天器推向了1969年7月20日,降落在月球上。所有船員的土星vs都安全地交付了珍貴的貨物,沒有飛行失敗。
遵循所有專家聲音問題,並成為討論的一部分 - 並成為討論的一部分Facebook,,,,嘰嘰喳喳和Google +。表達的觀點是作者的觀點,不一定反映出版商的觀點。該文章的此版本最初發表在space.com。