Столетние вызовы

Centennial Challenges — это НАСА конкурс на получение призов за нефинансируемые государством технологические достижения американских команд.

Источник

Программа НАСА «Вызов столетия» (CCP) напрямую вовлекает широкую общественность в процесс развития передовых технологий, которые представляют ценность для миссий НАСА и аэрокосмического сообщества. CCP предлагает соревнования, организованные в виде соревнований, в которых отдельные лица или команды получают денежные призы за выполнение определенной технологической задачи. Конкурсы с призами названы «Столетием» в честь 100-летия первого полета братьев Райт в 1903 году. Новаторские изобретения братьев Райт воплощают дух соревнований.

Centennial Challenges основаны на долгой истории конкурсов в области технологий, в том числе премии Longitude (выигранной Джоном Харрисоном ), премии Ортейга (выигранной Чарльзом Линдбергом ), Ansari X PRIZE (выигранной Scaled Composites ) и DARPA Grand Challenge (выигран Стэнфордским университетом в 2005 году и Университетом Карнеги-Меллон в 2007 году). Ключевое преимущество премий перед традиционными грантами заключается в том, что деньги выплачиваются только тогда, когда цель достигнута. за 1999 год. Национальной инженерной академии Отчет комитета рекомендовал «Конгрессу поощрять федеральные агентства более широко экспериментировать с конкурсами поощрительных призов в области науки и технологий». НАСА Исследование космического архитектора , проведенное в 2003 году при содействии Фонда X PRIZE , привело к созданию программы Centennial Challenges.

Основная статья: Бюджет НАСА

Как федеральное агентство, НАСА имеет один из трех крупнейших бюджетов федерального правительства на закупки. Министерство энергетики (DOE) и Министерство обороны Замыкают эту тройку (DOD). После последующего предложения Конгрессу о выделении «H Prize» финансирования прорывов в технологиях, связанных с водородным топливом, Министерство энергетики готово присоединиться к НАСА и Министерству обороны DARPA в укреплении этой смены парадигмы, отдавая предпочтение растущему числу технологических экспериментаторов, которыми в противном случае могли бы пренебрегать традиционные правительственные подрядчики и чиновники, занимающиеся федеральными закупками.

Текущие проблемы

Пример задания на возвращение робота

Альпинисты Университета Западной Вирджинии позируют со своим роботом Катаглифисом и официальными лицами на соревновании NASA Centennial Challenges Sample Return Robot Challenge 2014 года в Вустерском политехническом институте в Вустере, штат Массачусетс, после прохождения уровня 1 за приз в размере 5000 долларов. Год спустя команда выиграла приз уровня 2 в размере 100 000 долларов США. В 2016 году команда альпинистов выиграла финальное испытание с призом в 750 000 долларов (НАСА/Джоэл Ковски).

Задача робота по возврату образцов Целью проекта является создание автономного вездеходного робота, который сможет находить и извлекать геологические образцы. Цель состоит в том, чтобы развивать автономную робототехнику и технологию дистанционного манипулятора. Размер премии составляет 1,5 миллиона долларов США. Союзной организацией, выбранной в качестве партнера НАСА для решения этой задачи, является Вустерский политехнический институт в Вустере, штат Массачусетс. Регистрация команд началась летом 2011 года, а первые соревнования состоялись 16 июня 2012 года.

На мероприятие зарегистрировались одиннадцать команд, из них шесть приняли участие в соревнованиях. Все команды, кроме одной, не смогли участвовать в соревнованиях из-за провала взвешивания и/или проверки. Команда СпейсПрайд соревновался на первом уровне, но не добился успеха.

Второй запуск конкурса состоялся 6–8 июня 2013 г. в WPI. За приз 1-го уровня боролись десять команд. Команда Survey of Los Angeles получила 5000 долларов за успешное прохождение Уровня 1: их робот покинул платформу, забрал образец и вернулся на платформу в течение 15 минут. Ни одна команда не дошла до Уровня 2.

Третий запуск конкурса состоялся 9–14 июня 2014 г. в WPI. За призы 1 и 2 уровня боролись 17 команд. Команда альпинистов из Университета Западной Вирджинии (WVU) под руководством доктора Ю Гу успешно выполнила задание 1-го уровня. В 2014 году ни одна команда не завершила задание уровня 2.

Четвертый конкурс прошел 8–12 июня 2015 г. в WPI. За призы 1 и 2 уровня боролись 16 команд. Команда Альпинистов из Университета Западной Вирджинии успешно выполнил задание уровня 2 (с двумя собранными образцами или 3 очками) и принес домой приз в размере 100 000 долларов. Ни одна другая команда не выполнила задание уровня 1 или уровня 2 в 2015 году.

Соревнование пятого года было разделено на два мероприятия. Соревнование уровня 1 проходило в период с 6 по 11 июня 2016 г. Пять новых команд завершили уровень 1. Финальное задание уровня 2 было выполнено 4 и 5 сентября. Команда альпинистов из Университета Западной Вирджинии собрала 5 образцов с общим количеством баллов 11. и выиграл конкурс с призом в 750 000 долларов.

Усилия координировались НАСА и Центром робототехники WPI.

Премия за восхождение на Марс

Премия МАВ Это задача продемонстрировать технологии, которые могут иметь отношение к будущим миссиям Управления научных миссий НАСА на Марс. Соревнования будут имитировать миссию MAV. Когда НАСА в конечном итоге вернет образцы с Марса, потребуется специальная ракетная система — MAV — для запуска образцов с поверхности Марса на орбиту для встречи с космическим кораблем, который доставит их на Землю.MAV Challenge требует высоконадежной и автономной загрузки образцов в ракету, запуска с поверхности и развертывания контейнера для образцов. Инновационные технологии этого конкурса могут быть рассмотрены при будущем планировании миссии по исследованию Марса.Приз за первое место составляет 25 000 долларов США; второе место – $15 000; и третье место – 10 000 долларов. Команды-участники смогут получить призовые только после успешного выполнения всех необходимых заданий.

Первый конкурс состоялся в апреле 2015 года. Университет штата Северная Каролина в Роли выиграл 25 000 долларов за первое место; Университет штата Тарлтон в Стивенвилле, штат Техас, занял второе место, выиграв 15 000 долларов. Третьего места не было.

Кубический квест

Cube Quest Challenge предлагает призовой фонд в размере 5 миллионов долларов командам, которые справятся с поставленными задачами по проектированию, созданию и доставке пригодных для полетов небольших спутников, способных выполнять сложные операции вблизи Луны и за ее пределами. Команды Cube Quest будут иметь возможность побороться за место вторичной полезной нагрузки в первой миссии космического корабля НАСА «Орион», который будет запущен на вершине ракеты агентства Space Launch System (SLS).Соревнования состоят из трех этапов: наземные турниры, космическое дерби и лунное дерби. Наземные турниры будут проводиться каждые четыре-шесть месяцев, что даст возможность заработать место в первом объединенном полете Ориона и SLS. В рамках Deep Space Derby основное внимание будет уделено поиску инновационных решений для связи в дальнем космосе с использованием небольших космических кораблей, а в Lunar Derby основное внимание будет уделено двигателям для малых космических кораблей и околоземной связи.

Выполненные испытания

Зеленый полет

Pipistrel Taurus G4, самолет-победитель конкурса Green Flight Challenge 2011 года команды Pipistrel USA.com, рулит на мероприятии.

Задача Green Flight Challenge, спонсируемая Google, заключается в создании самолета, который сможет пролететь 200 миль менее чем за два часа, используя энергию, эквивалентную галлону бензина на одного пассажира. Приз в размере 1 650 000 долларов США разыгрывался с 25 сентября по 1 октября 2011 года в аэропорту округа Чарльз М. Шульц Сонома, Санта-Роза, Калифорния. Фонд КАФЕ была союзной организацией, которая стала партнером программы НАСА «Вызовы столетия». провести вызов. 1 октября 2011 года CAFE провел день открытых дверей, чтобы публика могла увидеть самолет и встретиться с конкурирующими командами. Выставка Google Green Flight Challenge был в Исследовательском центре Эймса НАСА в Саннивейле, Калифорния, 3 октября 2011 года. Бесплатные входные билеты можно было приобрести на веб-сайте Expo. На выставке были представлены конкурсные самолеты, представлены чеки победителей и дополнительные демонстрации технологий экологически чистой энергетики.

Сильный вызов привязи

В ходе этого конкурса была поставлена ​​задача создать сверхпрочные тросы, важнейший компонент космического лифта . В конкурсе 2005 года 50 000 долларов США должна была быть вручена команде, которая построила самую прочную привязь, а в конкурсах в последующие годы требовалось, чтобы каждый победитель превзошел результат предыдущего года на 50%. Ни один из конкурирующих привязей не превзошел стандартный коммерческий базовый уровень, и в 2006 году приз был увеличен до 200 000 долларов США.

В 2007 году призовой фонд этого конкурса был увеличен до 500 000 долларов США.

Конкурс Strong Tether Centennial Challenge 2011 был проведен на конференции по космическим лифтам в Редмонде, штат Вашингтон, 12 августа 2011 года. Конференция по космическим лифтам, спонсируемая Microsoft, The Leeward Space Foundation и Международным консорциумом космических лифтов, уже пять лет проводит соревнования Tether. и победитель еще не определен.

Испытание силового луча

Соревнования Power Beam проводились в 2005, 2006, 2007 и 2009 годах. Они были направлены на применение космических лифтов. Команды построили механические устройства (альпинисты), которые могли подниматься по вертикальному тросу. Источник питания устройства не был автономным, а остался на земле. Техническая задача заключалась в том, чтобы эффективно и надежно передать энергию альпинисту и преобразовать ее в механическое движение.

Это был конкурс на создание робота, лазающего по ленте с беспроводным питанием. Соревнование предполагает, что робот поднимет большую полезную нагрузку за ограниченное время. На первом соревновании в 2005 году трем командам, показавшим лучшие результаты при достижении минимального показателя скорости 1 м/с, было бы присуждено 50 000, 20 000 и 10 000 долларов США. Однако ни одна команда не соответствовала этому стандарту: только две команды поднялись под силой луча. В 2006 году этот приз также увеличился до 200 000 долларов США, но ни одна команда не смогла выполнить полный набор требований. См. «Лифт: 2010» для получения дополнительной информации о Power Beam Challenge, а также о других проблемах, связанных с технологиями космических лифтов.

В 2007 году призовой фонд этого конкурса был увеличен до 500 000 долларов США.

На соревнованиях 2009 года участники поднимали свои устройства с лазерным питанием по тросу высотой один километр, подвешенному к вертолету. Компания LaserMotive LLC получила награду в размере 900 000 долларов США на конкурсе Power Beaming Challenge 2009 года.

Лунный реголит Кислород (MoonROx)

В этом соревновании участвовала система, способная извлечь 2,5 килограмма кислорода из 100 килограммов искусственного лунного реголита за 4 часа или меньше, используя мощность не более 10 кВт. Срок действия приза в размере 1 миллиона долларов США истек в июне 2009 года, победитель не был выявлен.

Первоначальный конкурс MoonROx был объявлен в 2005 году с намерением присудить приз в размере 250 000 долларов США первой команде, которая разработает способность извлекать 5 килограммов пригодного для дыхания кислорода из искусственного лунного грунта за восьмичасовой период. Срок действия премии истек в июне 2008 года.

Для первоначального объявления конкурса конкурс должен был проводиться Флоридским институтом космических исследований (FSRI) в сотрудничестве с НАСА. В следующем году Калифорнийский институт космического образования и рабочей силы (CSEWI) был выбран для решения этой задачи, когда FSRI был распущен и Космическая Флорида . на его месте была создана

Поскольку извлечение кислорода из силикатов затруднено, а кислород электрохимически связывается с силикатами при высокой температуре, вполне вероятно, что частью решения может быть солнечная печь.

• МунРОкс Челлендж

Испытание перчаток космонавта

Конкурс 2009 г.

На соревнованиях 2007 года от перчатки требовался только слой, ограничивающий давление. Но для конкурса 2009 года командам пришлось предоставить полную перчатку, включая внешний слой, защищающий от термических микрометеороидов. В мае 2007 года в рамках этого конкурса команда, создавшая лучшую перчатку для космонавтов, получила награду в размере 200 000 долларов США.

Первые соревнования прошли 2 и 3 мая 2007 года в Музее авиации Новой Англии в Виндзор-Локсе, штат Коннектикут . НАСА предложило в общей сложности 200 000 долларов США команде, которая сможет спроектировать и изготовить лучшие перчатки для астронавтов, соответствующие минимальным требованиям. Дополнительные 50 000 долларов США были предложены команде, которая лучше всего продемонстрировала перчатки с механическим противодавлением. [1] . Премия в размере 200 000 долларов США была присуждена Питеру К. Гомеру , инженеру из Саутвест-Харбора , штат Мэн ; Приз в размере 50 000 долларов США остался невостребованным и перешел на следующее соревнование.

Соревнования 2009 года проходили 18 и 19 ноября в Зале славы астронавтов в Титусвилле, штат Флорида . В соревновании 2009 года Питер К. Гомер из штата Мэн выиграл 250 000 долларов США, а Тед Саузерн из Нью-Йорка выиграл 100 000 долларов США, оба участвовали в соревнованиях ранее. Запланировано еще одно испытание, дата которого пока не объявлена.

страница НАСА

Проблемы вертикального и лунного спускаемых аппаратов

Основная статья: Испытание лунного корабля

Технические специалисты Armadillo Aerospace на стартовой площадке проводят осмотр автомобиля.

Этот приз, также объявленный на выставке XPrize Cup Expo и проводимый Фондом XPrize, предназначен для суборбитальной ракеты VTVL (вертикальный взлет и вертикальная посадка), которая может достигать высот и энергии запуска, эквивалентных тем, которые были бы необходимы для лунного посадочный модуль. Для испытания вертикального посадочного модуля требуется минимальная высота 50 метров, горизонтальное расстояние 100 метров, время полета 90 секунд, приземление на гладкую поверхность и после дозаправки возвращение в исходное место. Более агрессивный Lunar Lander Challenge увеличивает время полета до 180 секунд и приземления на каменистой поверхности. VLC имеет первый приз в размере 350 000 долларов США, а LLC имеет первый приз, превышающий эту сумму. В 2006 году на турнире Wirefly X PRIZE Cup Armadillo Aerospace была единственной командой, способной принять участие. Их автомобиль «Пиксель» преодолел один этап путешествия с третьей попытки, но разбился вскоре после взлета на обратном пути, оставив все призы невостребованными.

В 2008 году Armadillo Aerospace успешно получила приз VLC первого уровня.

В 2009 году первый приз второго уровня получила компания Masten Space Systems , а Armadillo Aerospace заняла второй приз второго уровня.

Задача раскопок реголита

В этом испытании команды спроектировали и построили роботизированные машины для раскопок искусственного лунного грунта (реголита). Конкурс проводился Калифорнийским космическим управлением. и соревновался в 2007, 2008 и 2009 годах, когда Challenge выиграла команда Вустерского политехнического института , выигравшая призовой фонд в размере 500 000 долларов США.

страница НАСА

Раскопки Реголита

Испытание ночного марсохода

Задача Night Rover состоит в том, чтобы построить робота на солнечной энергии, который сможет работать на накопленной энергии в течение значительной части времени. Цель состоит в том, чтобы стимулировать разработку аккумуляторных технологий, работающих в экстремальных условиях, для использования в космических миссиях. Размер премии составляет 1,5 миллиона долларов США. В решении этой задачи НАСА сотрудничает с некоммерческой организацией Clean Tech Open [2] . Требования к подаче предложений здесь.

По состоянию на октябрь 2013 года конкурс Night Rover Challenge был закрыт, поскольку не было зарегистрировано ни одного участника.

Задача беспилотных авиационных систем в воздушном пространстве

В октябре 2012 года НАСА объявило о вызове с целью разработки некоторых ключевых технологий, которые позволят интегрировать беспилотные летательные аппараты в Национальную систему воздушного пространства . Целью конкурса была демонстрация высокого уровня эксплуатационной надежности и способности « распознавать и избегать » другого воздушного движения.

Задача должна была быть разделена на две части: этап 1 планировалось провести весной 2014 года, а этап 2 должен был состояться через год после успешного завершения этапа 1. Общий призовой фонд этапа 1 составил 500 000 долларов США. На втором этапе планировалось получить призовой фонд в размере 1 миллиона долларов США.

В мае 2013 года НАСА объявило, что выбрало компанию Development Projects Inc. из Дейтона, штат Огайо, для решения этой задачи.

По состоянию на ноябрь 2014 года НАСА отменило конкурс по эксплуатации беспилотных авиационных систем (БПЛА) в воздушном пространстве (AOC) из-за непредвиденных технических и эксплуатационных проблем, а также дополнительных затрат. Исторически «Вызовы столетия НАСА» представляли собой высокорискованную и дорогостоящую деятельность, проводимую при минимальном государственном финансировании. НАСА рассмотрело предполагаемые результаты AOC и пришло к выводу, что конкурс больше не является своевременным и экономически эффективным для его проведения, как планировалось. Отмена НАСА AOC никоим образом не была основана на техническом прогрессе или эффективности зарегистрированных команд.

CO ₂ Задача по конверсии

Задача по конверсии CO ₂ — это соревнование по преобразованию углекислого газа в сахара, которые будут использоваться в качестве сырья для биопроизводства в космосе и на Марсе. Конкурс начался в 2018 году, чтобы побудить общественность воссоздавать регулярно используемые технологические предприятия, за исключением небиологической системы. В 2019 году пять команд были награждены юбилейным призом в размере 50 000 долларов каждая за этап 1 конкурса по разработке системы, способной осуществить химическое преобразование, включая команды из Калифорнийского университета , Принстонского университета , Университета Рутгерса , Air Company и Dioxy Materials . Второй этап конкурса завершился в 2021 году, и три команды разделили призовой фонд в размере 750 000 долларов.

Другие предложения

Задачи еще не решены. Кандидаты включать:

• Очень дешевые космических кораблей миссии
  • Микро возвращаемые аппараты
  • Лунные роботизированные посадки
  • на Марс и астероиды микрокосмических кораблей Миссии
  • на солнечном парусе Миссии
• по прорывным возможностям робототехники Соревнования
  • Роботизированный триатлон
  • телероботов Гонка по строительству
  • Роботизированные насекомые
  • Ровер Выживший
  • антарктического марсохода Поход
• революционных технологий Демонстрации
  • Использование лунных ресурсов
  • Длительное топлива хранение
  • Прецизионные посадочные аппараты
  • Автономные дрели
  • в области аккумуляторов Прорыв
  • на месте Детектор жизни
  • Компьютер для экстремальных условий
  • углеродных нанотрубок Материалы на основе
  • Тросовая тяга
  • Очень дешевый суборбитальный запуск

Задания будут организованы в одну из четырех категорий:

• Флагманские задачи: «Чтобы стимулировать крупные частные космические миссии», ожидается, что это будут многомиллионные призы для более важных целей, таких как роботизированные лунные посадочные модули или полет человека на орбиту. ( Программа демонстрации флагманских технологий более подробно описана НАСА здесь .)
• Keystone Challenges: «Решить технологические приоритеты»
• Вызовы альянса: конкурсы «Использовать партнерские отношения», организованные в сотрудничестве с неправительственными партнерами.
• Задачи квеста: «Продвигать науку, технологии, инженерное дело и математику».

См. также

• Список наград в области космических технологий

Дальнейшее чтение

• Университетский марсоход Международного марсианского общества
• V премия Вирджинии за прорыв в космических полетах
• Страница технических проблем Innocentive
• Фонд X-премии
• «Люди за этичное обращение с животными» / Премия PETA за производство мяса in vitro в миллион долларов
• Американские соревнования по ракетной технике (для студентов). Архивировано 14 января 2020 г. в Wayback Machine.

Внешние ссылки

Официальный (НАСА)

• Centennial Challenges Домашняя страница официального сайта.
• Бюджет НАСА
• Обзорная презентация «Вызовы столетия»
• Отчет семинара «Вызовы столетия» 2004 г.
• Лифт 2010 (партнер Tether Challenge и Beam Power Challenge)

Новости

• НАСА сотрудничает с Фондом «Вызовы столетия» - пресс-релиз НАСА (11 октября 2005 г.)
• НАСА объявляет призы за первые столетние испытания - пресс-релиз НАСА (23 марта 2005 г.)
• НАСА планирует провести семинар по проблемам столетия - пресс-релиз НАСА
• НАСА объявляет повестку дня семинара «Вызовы столетия» - пресс-релиз НАСА
• Семинар «Вызовы столетия», 2004 г., 15–16 июня. Отель Хилтон, Вашингтон, округ Колумбия.
• Регистрация на семинар Centennial Challenges заканчивается в июне 2004 г.

Неофициальный (не НАСА)

Новости

• Race2Space.org - Продвижение приватизации космических путешествий, июль 2006 г. , Race2Space в партнерстве с фондом X PRIZE ищет спонсора для поддержки приватизации космических путешествий, исследований и исследований для предстоящих участников конкурса Lunar Landing Challenge, который состоится в октябре 2006 г. "
• Lunar Lander Challenge: один маленький шаг для НАСА, один гигантский скачок для X PRIZE
• Космическая премия конфиденциальна ( The Space Review , 15 мая 2006 г.)
• НАСА предложит денежные премии за технологические инновации ( New York Times , 27 марта 2005 г.)
• НАСА и Фонд Spaceward объявляют премии за первые столетние вызовы (Планетарное общество, 24 марта 2005 г.)
• НАСА подробно описывает денежные премии за приватизацию космоса (Space.com, 23 марта 2005 г.)
• НАСА планирует конкурсы на космические подвиги - MSNBC Автор: Алан Бойл .
• Программа НАСА «Вызовы столетия» предложит денежные призы
• Офис исследований НАСА намечает новую территорию закупок - GovExec.com. Архивировано 3 июня 2004 г. на Wayback Machine.
• Космические соревнования - GovExec.com. Архивировано 15 марта 2006 г. на Wayback Machine (15 августа 2005 г.).
• «H Prize»: предложенная Министерством энергетики премия за прорыв в области водородного топлива.

Мнение

• Относительно финансируемых на федеральном уровне поощрительных премий в области техники и науки. Отчет Руководящего комитета семинара по оценке потенциала продвижения технологического прогресса посредством спонсируемых государством премий и конкурсов, Национальная инженерная академия.
• Свидетельство г-на Илона Маска - Комитет Сената США Илон Маск , генеральный директор SpaceX : «Если я могу подчеркнуть, подчеркнуть и выделить одну стратегию Конгресса, так это предложить призы значимого масштаба и охвата».
• И победителем становится... — Журнал FORTUNE Брайана О'Рейли . «Поощрительные премии — это «фантастический механизм с низким риском и высокой отдачей», — говорит Диамандис. Если никто не добьется успеха, отмечает он, вам не придется выкладывать деньги. «А если кто-то это сделает, вы автоматически поддержал победителя».
• Великие испытания (Редакционная статья) — The Washington Times
• НАСА нужны идеи для конкурса призов - Slashdot