Stoleté výzvy - Centennial Challenges

The Stoleté výzvy jsou NASA vesmírná soutěž soutěže o ceny podnětů pro nevládní financování technologický úspěchy od americký týmy.

Původ

Program Centennial Challenge Program (CCP) NASA přímo zapojuje širokou veřejnost do procesu vývoje pokročilých technologií, který má hodnotu pro mise NASA a pro leteckou komunitu. CCP nabízí výzvy zřízené jako soutěže, které udělují finanční odměny jednotlivcům nebo týmům za účelem dosažení stanovené technologické výzvy. Soutěže o ceny jsou pojmenovány „Centennial“ na počest 100 let od zahájení Bratři Wrightové „první let v roce 1903. Průkopnické vynálezy bratří Wrightů ztělesňují ducha výzev.

Centennial Challenges vycházejí z dlouhé historie soutěží o technologické ceny, včetně Cena zeměpisné délky (vyhrál John Harrison ), Orteigova cena (vyhrál Charles Lindbergh ), CENA Ansari X (vyhrál Škálované kompozity ) a Velká výzva DARPA (vyhrál Stanfordská Univerzita v roce 2005 a Univerzita Carnegie Mellon v roce 2007). Klíčovou výhodou cen oproti tradičním granty je to, že peníze se vyplácejí, pouze když je cíle dosaženo. 1999 National Academy of Engineering zpráva výboru[1] doporučil, aby „Kongres povzbudil federální agentury k rozsáhlejším experimentům s soutěžemi o ceny v oblasti vědy a techniky“. 2003 NASA Vesmírný architekt studie, ve spolupráci s Nadace X PRIZE, vedlo k založení Centennial Challenges.

Hlavní článek: Rozpočet NASA

Jako federální agentura má NASA jeden ze tří největších rozpočtů federální vlády na veřejné zakázky. The Ministerstvo energetiky (DOE) a Ministerstvo obrany (DOD) doplňte trojici. S následným kongresovým návrhem financování „ceny H“ na průlom v technologii spojené s vodíkovým palivem[2] ministerstvo energetiky se chystá připojit k NASA a DARPA Ministerstvo obrany při posilování tohoto posunu paradigmatu upřednostňuje rostoucí množství technologických experimentátorů, které by jinak mohli tradiční vládní dodavatelé a federální úředníci pro zadávání veřejných zakázek zanedbávat.

Aktuální výzvy

Ukázková výzva zpětného robota

Horolezci ze Západní Virginie na univerzitě pózují se svým robotem Cataglyphisem a úředníky na 2014 Centennial Challenges Sample Return Robot Challenge na Worcester Polytechnic Institute ve Worcesteru ve státě Massachusetts po dokončení úrovně 1 za cenu 5 000 $. O rok později tým vyhrál Cenu úrovně 2 ve výši 100 000 USD. V roce 2016 vyhráli Team Mountaineers poslední výzvu s cenou 750 000 $ (NASA / Joel Kowsky)

Sample Return Robot Challenge[3] je postavit autonomního robota v nerovném terénu, který dokáže vyhledat a načíst geologické vzorky. Záměrem je zdokonalit autonomní robotiku a technologii vzdáleného manipulátoru. Cena je 1,5 milionu USD.[4] Spojenecká organizace vybraná pro spolupráci s NASA za účelem provedení této výzvy je Worcesterský polytechnický institut ve Worcesteru v Massachusetts. Registrace týmu začala v létě 2011 a první soutěž se konala 16. června 2012.

Na akci se zaregistrovalo 11 týmů, do soutěže se přihlásilo šest. Po neúspěšném vážení a / nebo kontrole nebyl až na jeden tým schopen soutěžit. Tým SpacePride[5] soutěžili na první úrovni, ale neuspěli.

Druhá výzva proběhla ve dnech 6. – 8. Června 2013 na WPI. Deset týmů soutěžilo o cenu úrovně 1. Team Survey of Los Angeles získal 5 000 $ za úspěšné dokončení úrovně 1: jejich robot opustil platformu, získal vzorek a vrátil se na platformu v 15minutovém limitu. Na úroveň 2 nepostoupily žádné týmy.

Třetí výzva proběhla ve dnech 9. – 14. Června 2014 na WPI. 17 týmů soutěžilo o ceny úrovně 1 a úrovně 2.[6] Team Mountaineers z West Virginia University (WVU), vedený Dr. Yu Gu, úspěšně dokončil výzvu 1. úrovně. V roce 2014 žádný tým nesplnil výzvu úrovně 2.

Čtvrtá soutěž se konala ve dnech 8. – 12. Června 2015 na WPI. 16 týmů soutěžilo o ceny úrovně 1 a úrovně 2. Team Mountaineers[7] z University of West Virginia úspěšně dokončil výzvu úrovně 2 (se dvěma odebranými vzorky nebo 3 body) a přinesl domů cenu 100 000 $.[8] Žádný jiný tým v roce 2015 nedokončil výzvu úrovně 1 nebo úrovně 2.

Výzva pátého ročníku byla rozdělena do dvou akcí. Výzva na úrovni 1 proběhla mezi 6. – 11. Červnem 2016. Pět nových týmů dokončilo úroveň 1. Poslední výzva úrovně 2 byla provedena ve dnech 4. a 5. září Tým horolezců ze Západní Virginie University shromáždil 5 vzorků s celkovým skóre 11 bodů , a vyhrál výzvu s cenou 750 000 $.[9]

Úsilí koordinovalo NASA a Centrum robotiky WPI.[10]

Cena Mars Ascent Vehicle

Cena MAV[11] je výzva k předvedení technologií, které mohou být relevantní pro budoucí mise NASA Science Mission Directorate Mars. Soutěž bude napodobovat misi MAV. Když NASA nakonec vrátí vzorky z Marsu, bude existovat požadavek, aby speciální raketový systém - MAV - vypustil vzorky z povrchu Marsu na oběžnou dráhu pro setkání s kosmickou lodí, která je vrátí na Zemi. MAV Challenge vyžaduje vysoce spolehlivé a autonomní vkládání vzorků do rakety, vypouštění z povrchu a nasazení kontejneru na vzorky. Při budoucím plánování průzkumné mise na Marsu lze uvažovat o inovativní technologii z této soutěže. Cena za první místo je 25 000 $; druhé místo je 15 000 $; a třetí místo je 10 000 $. Konkurenční týmy budou mít nárok na prize money až po úspěšném dokončení všech požadovaných úkolů.

Zahajovací soutěž se konala v dubnu 2015. Státní univerzita v Severní Karolíně v Raleighu získala 25 000 $ za první místo; Na druhém místě zvítězila Tarleton State University v Stephenville v Texasu, která vyhrála 15 000 $. Nebyl vítěz třetího místa.

Cube Quest Challenge

Cube Quest Challenge nabízí peněženku ve výši 5 milionů dolarů týmům, které splňují cíle výzvy navrhování, výstavby a dodávek malých satelitů vhodných pro let, schopných pokročilých operací blízko i za měsíc. Týmy Cube Quest budou mít příležitost soutěžit o místo sekundárního užitečného zatížení na první misi kosmické lodi NASA Orion, která vystartuje na vrcholu rakety agentury Space Launch System (SLS). Soutěž zahrnuje tři etapy: Ground Tournaments, Deep Space Derby, a Lunar Derby. Pozemní turnaje se budou konat každé čtyři až šest měsíců, což povede k příležitosti získat místo v prvním integrovaném letu Orionu a SLS. Deep Space Derby se zaměří na hledání inovativních řešení komunikace v hlubokém vesmíru pomocí malých kosmických lodí a Lunar Derby se zaměří především na pohon pro malé kosmické lodě a komunikaci blízko Země.[12]

Dokončené výzvy

Zelená výzva letu

Pipistrel Taurus G4, vítězné letadlo 2011 Green Flight Challenge týmu Pipistrel USA.com, pojíždějící na akci.

Green Flight Challenge sponzorovaný společností Google je postavit letadlo, které dokáže letět 200 mil za dvě hodiny s využitím energetického ekvivalentu galonu benzínu na cestujícího. O cenu 1 650 000 USD se soutěžilo 25. září - 1. října 2011 na okresním letišti Charlese M. Schulze v Sonomě v Santa Rosě v Kalifornii. Nadace CAFE[13] byla spojenecká organizace, která uzavřela partnerství s Centennial Challenges Program NASA[14] provést výzvu. 1. října 2011 uspořádala společnost CAFE soutěžní den otevřených dveří pro veřejnost, aby si mohla prohlédnout letadlo a setkat se s konkurenčními týmy. Expozice výzvy Google Green Flight Challenge[15] byl 3. října 2011 v NASA Ames Research Center v Sunnyvale v Kalifornii. Vstupenky zdarma byly k dispozici na webových stránkách Expo.[16] Na výstavě Expo byl vystaven soutěžní letoun, představeny šeky vítězů a další ukázky technologie zelené energie.

Silná výzva tetheru

Tato soutěž představovala výzvu postavit super silné postroje, klíčovou součást a vesmírný výtah.[17] V soutěži z roku 2005 bylo oceněno 50 000 USD týmu, který zkonstruoval nejsilnější pouto, přičemž soutěže v budoucích letech vyžadovaly, aby každý vítěz překonal 50% v předchozím roce. Žádný konkurenční tether nepřekonal komerčně dostupné základní cena a cena byla v roce 2006 zvýšena na 200 000 USD.

V roce 2007 byly ceny této soutěže zvýšeny na 500 000 USD.[Citace je zapotřebí ]

Soutěž Strong Tether Centennial Challenge 2011 se konala na konferenci Space Elevator Conference v Redmondu ve Washingtonu 12. srpna 2011. Konference Space Elevator sponzorovaná společností Microsoft, The Leeward Space Foundation a The International Space Elevator Consortium pořádá soutěž Tether již pět let. a vítěz ještě musí být.

Výzva silového paprsku

Soutěže Power Beam se konaly v letech 2005, 2006, 2007 a 2009. Byly zaměřeny na aplikace vesmírných výtahů. Týmy postavily mechanická zařízení (horolezce), která se dokázala pohánět svislým kabelem. Napájení zařízení nebylo samostatné, ale zůstalo na zemi. Technickou výzvou bylo efektivně a spolehlivě přenést energii na horolezce a přeměnit ji na mechanický pohyb.

Jednalo se o soutěž o vybudování bezdrátově napájeného robota pro lezení na pásu karet. Soutěž zahrnuje to, že robot v omezeném časovém rámci zvedne velké užitečné zatížení. První soutěž v roce 2005 by udělila třem nejvýkonnějším týmům částku 50 000 USD, 20 000 USD a 10 000 USD, které by splňovaly minimální měřítko 1 m / s. Žádný tým však tento standard nesplnil, pouze dva týmy šplhaly pod paprskovou silou. Tato cena se také zvýšila na 200 000 USD v roce 2006, ale žádný tým nebyl schopen splnit celou řadu požadavků. Vidět Výtah: 2010 Další informace o Power Beam Challenge a dalších výzvách souvisejících s technologiemi vesmírných výtahů.

V roce 2007 byly ceny této soutěže zvýšeny na 500 000 USD.[Citace je zapotřebí ]

V soutěži v roce 2009 soutěžící svezli svá laserem poháněná zařízení na kabel vysoký jeden kilometr zavěšený na vrtulníku. LaserMotive LLC získal 900 000 USD v soutěži Power Beaming Challenge 2009. Oficiální výsledky, stejně jako video a fotografie, jsou k dispozici na adrese: https://web.archive.org/web/20091107095428/http://live.spaceelevatorgames.org/.

Výzva Moon regolith Oxygen (MoonROx)

Tato přímá soutěž byla pro systém schopný extrahovat 2,5 kilogramu kyslíku ze 100 kilogramů umělého měsíce regolit za 4 hodiny nebo méně při použití maximálně 10 kW výkonu.[18] Tato cena v hodnotě 1 milionu USD vypršela v červnu 2009 bez vítěze.[Citace je zapotřebí ]

Počáteční výzva MoonROx byla vyhlášena v roce 2005 s úmyslem udělit cenu 250 000 USD prvnímu týmu, který vyvinul schopnost extrahovat 5 kilogramů dýchatelného kyslíku ze simulované měsíční půdy za osm hodin. Cena vypršela v červnu 2008.[19]

Pro první oznámení výzvy měla soutěž spravovat Florida Space Research Institute (FSRI) ve spolupráci s NASA.[19]Příští rok California Space Education and Workforce Institute (CSEWI) byl vybrán k podání výzvy, když byl FSRI rozpuštěn a Vesmírná Florida byl vytvořen, aby zaujal jeho místo.[20]

Protože extrakce kyslíku ze silikátů je obtížná a kyslík se při vysoké teplotě elektrochemicky váže do silikátů, je pravděpodobné, že součástí řešení může být solární pec.[Citace je zapotřebí ]

Astronaut rukavice výzva

Soutěž 2009

V soutěži z roku 2007 byla vyžadována pouze vrstva omezující vrstvu rukavice. Ale pro výzvu roku 2009 musely týmy poskytnout kompletní rukavice, včetně vnější vrstvy chránící tepelnou mikrometeoroidní vrstvu. Tato soutěž odměnila v květnu 2007 částku 200 000 USD týmu, který zkonstruoval nejvýkonnější rukavice pro astronauty.[21]

První soutěž se konala 2. A 3. Května 2007 na New England Air Museum v Windsor Locks, Connecticut. NASA nabídla celkem 200 000 USD pro tým, který mohl navrhnout a vyrobit nejlepší rukavice pro astronauty, které překročily minimální požadavky. Týmu, který nejlépe předvedl mechanické protitlakové rukavice, bylo nabídnuto dalších 50 000 USD[2]. Cena 200 000 USD byla udělena uživateli Peter K. Homer, inženýr z Jihozápadní přístav, Maine;[22] cena 50 000 USD zůstala nevyzvednutá a přesunuta do další soutěže.[23]

Soutěž v roce 2009 se konala 18. a 19. listopadu na Síň slávy astronautů v Titusville, Florida. V soutěži 2009 Peter K. Homer z Maine vyhrál 250 000 USD a Ted Southern z New Yorku 100 000 USD, oba soutěžili dříve. Je naplánována další výzva a datum bude ještě oznámeno.[24]

Stránka NASA

Oficiální webové stránky

Výzvy vertikálního a lunárního přistání

Hlavní článek: Výzva Lunar Lander
Technici Armadillo Aerospace na odpalovací rampě provádějící kontrolu vozidla.

Tato cena, která byla rovněž oznámena na výstavě XPrize Cup Expo a kterou pořádá nadace XPrize Foundation, je určena pro suborbitální raketu VTVL (vertikální vzlet, vertikální přistání), která může dosáhnout výšek a odpalovacích energií, které jsou ekvivalentní tomu, co by bylo zapotřebí pro lunární přistávací modul. Výzva Vertical Lander Challenge vyžaduje minimální nadmořskou výšku 50 metrů, vodorovnou vzdálenost 100 metrů, dobu letu 90 sekund a přistání na hladkém povrchu a po doplnění paliva se vrátit na původní místo. Agresivnější výzva Lunar Lander to zvyšuje na 180s doby letu a přistání na skalnatém povrchu. VLC má první cenu 350 000 $, zatímco LLC má první cenu nad tuto částku. Pro rok 2006 na Wirefly X PRIZE Cup, Armadillo Aerospace byl jediný tým schopný soutěžit. Jejich vozidlo „Pixel“ absolvovalo jednu etapu cesty na svůj třetí pokus, ale havarovalo krátce po vzletu na zpáteční cestě a ponechalo všechny ceny nevyzvednuté.

V roce 2008, Armadillo Aerospace úspěšně dokončil jednodušší úroveň jedné ceny VLC.[25]

V roce 2009 první cenu druhé úrovně vyhrál Masten Space Systems, zatímco Armadillo Aerospace si vzal druhou cenu druhé úrovně.[26]

Výzva pro vykopávky regolitu

V rámci této výzvy navrhly a postavily týmy robotické stroje k výkopu simulované měsíční půdy (regolit).[27] Výzva byla řízena Kalifornský vesmírný úřad[28] a soutěžilo se v letech 2007, 2008 a 2009, kdy Challenge vyhrál tým z Worcesterský polytechnický institut, který vyhrál peněženku o cenu 500 000 USD.[29]

Stránka NASA

Regolith Challenge Výkop

Noční rover výzva

Night Rover Challenge je postavit solárního robota, který dokáže pracovat s uloženou energií po značnou část času. Záměrem je podnítit vývoj technologie baterií pro extrémní prostředí pro použití ve vesmírných misích. Cena je 1,5 milionu USD.[4] NASA pro tuto výzvu uzavřela partnerství s neziskovou organizací Clean Tech Open [3]. Požadavky na podání návrhu jsou tady.

Od října 2013 byla Night Rover Challenge uzavřena, protože se nezaregistrovali žádní konkurenti.

Výzva pro provoz vzdušného prostoru bezpilotních systémů

V říjnu 2012 oznámila NASA[30] výzva s cílem vyvinout některé z klíčových technologií, které umožní integraci bezpilotní prostředky do Národní systém vzdušného prostoru. Výzva se zaměřila na prokázání vysoké úrovně provozní robustnosti a schopnosti „smysl a vyhnout se "jiný letecký provoz.[31]

Výzva měla být rozdělena do dvou částí: 1. fáze se měla konat na jaře 2014 a 2. fáze by proběhla rok po úspěšném dokončení první fáze. Celkové prize money dostupné ve Fázi 1 činily 500 000 USD. Fáze 2 měla mít peněžní odměnu 1 milion USD.[32]

V květnu 2013 NASA oznámila, že pro řízení výzvy vybrala Development Projects Inc. z Daytonu ve státě Ohio.[33]

V listopadu 2014 NASA zrušila výzvu bezpilotních vzdušných systémů (UAS) Airspace Operations Challenge (AOC) kvůli neočekávaným technickým a provozním problémům a dodatečným nákladům. Výroční výzvy NASA jsou historicky vysoce rizikové a využívají aktivity prováděné s minimálním vládním financováním. NASA přezkoumala zamýšlené výsledky AOC a zjistila, že soutěž již není včasná ani nákladově efektivní k provedení podle plánu. Zrušení AOC ze strany NASA nebylo nijak založeno na technickém pokroku nebo výkonu registrovaných týmů.[34]

Další návrhy

Výzvy nebyly dokončeny. Kandidáti[když? ] zahrnout:[Citace je zapotřebí ]

Výzvy budou uspořádány do jedné ze čtyř kategorií:[35]

  • Stěžejní výzvy: „Na podporu velkých soukromých vesmírných misí“ se očekává, že se budou jednat o mnohamilionové ceny za hlavní cíle, jako jsou robotické přistání na Měsíci nebo kosmické lety na lidskou orbitu. (Demonstrace stěžejní technologie program je jasněji popsán NASA tady.)
  • Klíčové výzvy: „Řešení technologických priorit“
  • Alianční výzvy: „Využít partnerství“, soutěže organizované ve spolupráci s nevládními partnery
  • Výzvy k úkolům: „Podporovat vědu, technologii, strojírenství a dosah matematiky“

Viz také

Další čtení

Reference

  1. ^ Co se týče federálně sponzorovaných cen za indukci ve strojírenství a vědě
  2. ^ Naděje, humbuk a vodík - Cosmic Log - msnbc.com
  3. ^ http://www.nasa.gov/offices/oct/early_stage_innovation/centennial_challenges/sample_return_robot/index.html
  4. ^ A b „NASA oznamuje tři nové stoleté výzvy“. NASA. 13. července 2010. Archivovány od originál dne 14. července 2010. Citováno 4. srpna 2010.
  5. ^ „Team SpacePRIDE“.
  6. ^ Anderson, Janet (17. června 2014). „Složitost soutěže Sample Return Robot Challenges 17 Teams“.
  7. ^ „Team Mountaineers“. Archivovány od originál dne 2016-07-02. Citováno 2015-06-24.
  8. ^ "Oznámení NASA".
  9. ^ Hall, Loura (08.09.2016). „NASA Awards 750 000 $ v soutěži Sample Return Robot Challenge“. Citováno 2016-09-08.
  10. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 16. 3. 2011. Citováno 2011-04-05.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  11. ^ http://www.nasa.gov/mavprize
  12. ^ http://www.nasa.gov/cubequest
  13. ^ Nadace CAFE
  14. ^ Program Centennial Challenges
  15. ^ Expozice výzvy Google Green Flight Challenge pořádaná NASA Archivováno 26. září 2011, v Wayback Machine
  16. ^ Expo webové stránky Archivováno 26. září 2011, v Wayback Machine
  17. ^ [1] Archivováno 6. června 2005, na Wayback Machine
  18. ^ http://www.fsri.org/space_research_Moon_ROx.htm Archivováno 24. Září 2005 v Wayback Machine
  19. ^ A b „NASA ohlašuje novou stoletou výzvu“. 19. 5. 2005. Archivovány od originál dne 2006-10-11. Citováno 2010-09-18.
  20. ^ „Aktualizace výzev stého výročí - říjen 2006“ (PDF). Citováno 2010-09-18.
  21. ^ astronaut-glove.us
  22. ^ Hitt, Jack (1. července 2007). „Amatérská budoucnost vesmírného cestování“. The New York Times. Citováno 28. dubna 2010.
  23. ^ SPACE.com - Domácí vesmírné rukavice vyhrávají soutěž NASA
  24. ^ Web výzvy Astronaut Glove Challenge
  25. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 2008-10-31. Citováno 2008-10-28.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  26. ^ a Mike Green, Tricia Talbert. „Masten a Armadillo požadují ceny Lunar Lander“. NASA. Citováno 28. června 2012.
  27. ^ Výzva NASA-Regolith Excavation Challenge
  28. ^ Regolith Excavation Challenge Archivováno 25. července 2011, v Wayback Machine
  29. ^ Vysokoškolský tým vyhrál cenu lunárního robota NASA
  30. ^ https://www.fbo.gov/?s=opportunity&mode=form&id=426438809b8348c157fa5b7120c18a45&tab=core&_cview=1
  31. ^ http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/centennial_challenges/uas/index.html
  32. ^ „Výzva NASA na sté výročí pro bezpilotní letadla“.
  33. ^ http://www.nasa.gov/home/hqnews/2013/may/HQ_13-117_UAS_challenge.html
  34. ^ http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/centennial_challenges/uas/index.html#.VJNFTCvF81I
  35. ^ Ředitelství mise Exploration Systems Archivováno 2005-05-22 na Wayback Machine

externí odkazy

Oficiální (NASA)

Zprávy

Neoficiální (mimo NASA)

Zprávy

Názor