Los Centennial Challenges son concursos de premios de incentivo de competencia espacial de la NASA para logros tecnológicos no financiados por el gobierno de equipos estadounidenses .
El Programa Desafío Centenario (CCP) de la NASA involucra directamente al público en general en el proceso de desarrollo de tecnología avanzada que es valiosa para las misiones de la NASA y para la comunidad aeroespacial. CCP ofrece desafíos establecidos como competencias que otorgan premios en metálico a individuos o equipos para lograr el desafío tecnológico específico. Los concursos de premios reciben el nombre de "Centenario" en honor a los 100 años del primer vuelo de los hermanos Wright en 1903. Los inventos pioneros de los hermanos Wright encarnan el espíritu de los desafíos.
Los Centennial Challenges se basan en una larga historia de concursos de premios de tecnología, incluido el Premio Longitude (ganado por John Harrison ), el Premio Orteig (ganado por Charles Lindbergh ), el PREMIO Ansari X (ganado por Scaled Composites ) y el Gran Premio DARPA. Challenge (ganado por la Universidad de Stanford en 2005 y la Universidad Carnegie Mellon en 2007). Una ventaja clave de los premios sobre las subvenciones tradicionales es que el dinero sólo se paga cuando se logra el objetivo. Un informe del comité de la Academia Nacional de Ingeniería de 1999 [1] recomendó que "el Congreso aliente a las agencias federales a experimentar más ampliamente con concursos de premios de incentivo en ciencia y tecnología". Un estudio de arquitecto espacial de la NASA de 2003, con la asistencia de la Fundación X PRIZE , condujo al establecimiento de los Desafíos del Centenario.
Como agencia federal, la NASA tiene uno de los tres mayores presupuestos de adquisiciones del gobierno federal. El Departamento de Energía (DOE) y el Departamento de Defensa (DOD) completan el trío. Con la posterior propuesta en el Congreso de financiar el "Premio H" para avances en tecnología relacionada con el combustible de hidrógeno, [2] el Departamento de Energía está preparado para unirse a la NASA y al Departamento de Defensa de DARPA para fortalecer este cambio de paradigma que favorece una cantidad creciente de tecnología. experimentadores que de otro modo podrían ser descuidados por los contratistas gubernamentales tradicionales y los funcionarios de adquisiciones federales.
El Sample Return Robot Challenge [3] consiste en construir un robot autónomo para terrenos accidentados que pueda encontrar y recuperar muestras geológicas. La intención es avanzar en la robótica autónoma y la tecnología de manipuladores remotos. El premio es de 1,5 millones de dólares. [4] La organización aliada seleccionada para asociarse con la NASA para llevar a cabo este desafío es el Instituto Politécnico de Worcester en Worcester, Massachusetts. El registro del equipo comenzó en el verano de 2011 y la primera competencia se llevó a cabo el 16 de junio de 2012.
Once equipos se inscribieron para el evento y seis se presentaron a la competencia. Todos los equipos menos uno no pudieron competir después de no pasar el pesaje y/o la inspección. Team SpacePride [5] compitió en el nivel uno, pero no tuvo éxito.
La segunda edición del desafío tuvo lugar del 6 al 8 de junio de 2013 en WPI. Diez equipos compitieron por un premio de Nivel 1. Team Survey of Los Angeles recibió 5.000 dólares por completar con éxito el Nivel 1: su robot abandonó la plataforma, recuperó una muestra y regresó a la plataforma dentro del límite de 15 minutos. Ningún equipo avanzó al Nivel 2.
La tercera edición del desafío tuvo lugar del 9 al 14 de junio de 2014 en WPI. 17 equipos compitieron por los premios de Nivel 1 y Nivel 2. [6] El equipo Mountaineers de la Universidad de West Virginia (WVU), dirigido por el Dr. Yu Gu, completó con éxito el desafío de Nivel 1. Ningún equipo completó el desafío de Nivel 2 en 2014.
La cuarta competencia tuvo lugar del 8 al 12 de junio de 2015 en WPI. 16 equipos compitieron por los premios de Nivel 1 y Nivel 2. Team Mountaineers [7] de la Universidad de West Virginia completó con éxito el desafío de nivel 2 (con dos muestras recolectadas o 3 puntos) y se llevó a casa un premio de 100.000 dólares. [8] Ningún otro equipo completó el desafío de Nivel 1 o Nivel 2 en 2015.
El desafío del quinto año se dividió en dos eventos. El desafío de Nivel 1 se realizó entre el 6 y el 11 de junio de 2016. Cinco nuevos equipos completaron el Nivel 1. El desafío final de Nivel 2 se realizó el 4 y 5 de septiembre. El equipo Mountaineers de la Universidad de West Virginia recolectó 5 muestras con una puntuación total de 11 puntos. y ganó el desafío con un premio de 750.000 dólares. [9]
Los esfuerzos fueron coordinados por la NASA y el Centro de Robótica WPI. [10]
El Premio MAV [11] es un desafío para demostrar tecnologías que pueden ser relevantes para futuras misiones a Marte de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. La competencia imitará una misión MAV. Cuando la NASA finalmente devuelva muestras de Marte, se necesitará un sistema de cohete especial, el MAV, para lanzar las muestras de la superficie de Marte a la órbita para reunirse con una nave espacial que las devolverá a la Tierra. El desafío MAV requiere la inserción de muestras autónoma y altamente confiable en el cohete, el lanzamiento desde la superficie y el despliegue del contenedor de muestras. La tecnología innovadora de este concurso podría considerarse en la planificación futura de una misión de exploración a Marte. El premio del primer lugar es de 25.000 dólares; el segundo lugar es $15,000; y el tercer lugar son $10,000. Los equipos competidores serán elegibles para recibir premios en metálico solo después de completar con éxito todas las tareas requeridas.
La competencia inaugural se llevó a cabo en abril de 2015. La Universidad Estatal de Raleigh en Carolina del Norte ganó $25,000 por el primer lugar; La Universidad Estatal de Tarleton de Stephenville, Texas, ganó el segundo lugar, ganando $15,000. No hubo ningún ganador del tercer lugar.
El Cube Quest Challenge ofrece un premio de 5 millones de dólares a los equipos que cumplan los objetivos del desafío de diseñar, construir y entregar satélites pequeños aptos para volar, capaces de realizar operaciones avanzadas cerca y más allá de la luna. Los equipos de Cube Quest tendrán la oportunidad de competir por un lugar de carga útil secundaria en la primera misión de la nave espacial Orion de la NASA, que se lanzará sobre el cohete Space Launch System (SLS) de la agencia. La competición incluye tres etapas: Torneos Terrestres, Derby del Espacio Profundo y Derby Lunar. Los Torneos Terrestres se llevarán a cabo cada cuatro o seis meses, lo que brindará la oportunidad de ganar un lugar en el primer vuelo integrado de Orion y SLS. El Deep Space Derby se centrará en encontrar soluciones innovadoras para las comunicaciones en el espacio profundo utilizando pequeñas naves espaciales, y el Lunar Derby se centrará principalmente en la propulsión de pequeñas naves espaciales y las comunicaciones cercanas a la Tierra. [12]
El Green Flight Challenge patrocinado por Google consiste en construir un avión que pueda volar 200 millas en menos de dos horas utilizando la energía equivalente a un galón de gasolina por pasajero. El premio de 1.650.000 dólares se compitió del 25 de septiembre al 1 de octubre de 2011 en el aeropuerto Charles M. Schulz del condado de Sonoma, Santa Rosa, California. La Fundación CAFE [13] fue la organización aliada que se asoció con el Programa de Desafíos del Centenario de la NASA [14] para llevar a cabo el desafío. El 1 de octubre de 2011, CAFE celebró una jornada de puertas abiertas para que el público pudiera ver el avión y conocer a los equipos competidores. La exposición Google Green Flight Challenge [15] se celebró en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Sunnyvale, California, el 3 de octubre de 2011. Las entradas gratuitas estaban disponibles en el sitio web de la Expo. [16] La Expo exhibió los aviones de competencia, presentó cheques de los ganadores y exhibiciones adicionales de tecnología de energía verde.
Esta competencia presentó el desafío de construir correas súper fuertes, un componente crucial de un ascensor espacial . [17] El concurso de 2005 iba a otorgar 50.000 dólares estadounidenses al equipo que construyera la atadura más fuerte, y los concursos de años futuros exigirían que cada ganador superara al del año anterior en un 50%. Ninguna correa competidora superó la línea de base comercial disponible y el premio se incrementó a 200.000 dólares estadounidenses en 2006.
En 2007, el premio en metálico se elevó a 500.000 dólares estadounidenses para este concurso. [ cita necesaria ]
El Desafío Centenario Strong Tether 2011 se llevó a cabo en la Conferencia de Elevadores Espaciales en Redmond, Washington, el 12 de agosto de 2011. La Conferencia de Elevadores Espaciales, patrocinada por Microsoft, la Fundación Espacial Leeward y el Consorcio Internacional de Elevadores Espaciales ha sido sede de la competencia Tether durante cinco años. y aún no ha habido un ganador.
Los concursos Power Beam se celebraron en 2005, 2006, 2007 y 2009. Estaban dirigidos a aplicaciones de ascensores espaciales. Los equipos construyeron dispositivos mecánicos (trepadores) que podían impulsarse por un cable vertical. La fuente de alimentación del dispositivo no era autónoma, sino que permanecía en el suelo. El desafío técnico era transmitir la potencia al escalador y transformarla en movimiento mecánico, de manera eficiente y confiable.
Se trataba de un concurso para construir un robot trepador de cintas accionado de forma inalámbrica. El concurso consiste en hacer que el robot levante una gran carga útil en un plazo de tiempo limitado. La primera competición, celebrada en 2005, habría otorgado 50.000, 20.000 y 10.000 dólares a los tres equipos con mejor desempeño, cumpliendo el punto de referencia mínimo de 1 m/s. Sin embargo, ningún equipo cumplió con este estándar, y solo dos equipos subieron bajo la energía del rayo. Este premio también aumentó a 200.000 dólares estadounidenses en 2006, pero ningún equipo pudo cumplir con todos los requisitos. Consulte Elevator:2010 para obtener más información sobre Power Beam Challenge, así como otros desafíos relacionados con las tecnologías de ascensores espaciales.
En 2007, el premio en metálico se elevó a 500.000 dólares estadounidenses para este concurso. [ cita necesaria ]
En la competición de 2009, los competidores condujeron sus dispositivos accionados por láser por un cable de un kilómetro de altura, suspendido de un helicóptero. LaserMotive LLC recibió 900.000 dólares estadounidenses en el Power Beaming Challenge de 2009. [18]
Esta competencia cara a cara era para un sistema capaz de extraer 2,5 kilogramos de oxígeno de 100 kilogramos de regolito lunar artificial en 4 horas o menos utilizando como máximo 10 kW de potencia. [19] Este premio de un millón de dólares expiró en junio de 2009 sin que hubiera un ganador. [ cita necesaria ]
El desafío inicial MoonROx se anunció en 2005 con la intención de otorgar un premio de 250.000 dólares al primer equipo que desarrollara la capacidad de extraer 5 kilogramos de oxígeno respirable del suelo lunar simulado en un período de ocho horas. El premio expiró en junio de 2008. [20]
En el momento del anuncio inicial del desafío, el concurso debía ser administrado por el Instituto de Investigación Espacial de Florida (FSRI) en colaboración con la NASA. [20] Al año siguiente, el Instituto de Educación Espacial y Fuerza Laboral de California (CSEWI) fue seleccionado para administrar el desafío cuando se disolvió el FSRI y se creó Space Florida para ocupar su lugar. [21]
Dado que extraer oxígeno de los silicatos es difícil y que el oxígeno se une electroquímicamente a los silicatos a alta temperatura, es probable que un horno solar forme parte de la solución. [ cita necesaria ]
En la competición de 2007, sólo se requirió la parte del guante que limita la presión. Pero para el desafío de 2009, los equipos tuvieron que proporcionar un guante completo, incluida la capa exterior de protección térmica contra micrometeoritos. Esta competición premió con 200.000 dólares estadounidenses en mayo de 2007 al equipo que construyó el guante de astronauta con mejor rendimiento. [22]
La primera competencia tuvo lugar los días 2 y 3 de mayo de 2007 en el Museo del Aire de Nueva Inglaterra en Windsor Locks, Connecticut . La NASA ofreció un total de 200.000 dólares para el equipo que pudiera diseñar y fabricar el mejor guante para astronautas que superara los requisitos mínimos. Se ofrecieron 50.000 dólares adicionales al equipo que mejor demostrara los guantes mecánicos de contrapresión [1]. El premio de 200.000 dólares fue otorgado a Peter K. Homer , un ingeniero de Southwest Harbor , Maine ; [23] el premio de 50.000 dólares no fue reclamado y pasó a la siguiente competición. [24]
La competencia de 2009 se llevó a cabo los días 18 y 19 de noviembre en el Salón de la Fama de los Astronautas en Titusville, Florida . En la competencia de 2009, Peter K. Homer de Maine ganó 250.000 dólares y Ted Southern de Nueva York ganó 100.000 dólares, ambos habían competido anteriormente. Está previsto otro desafío y la fecha aún no se ha anunciado. [25]
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También anunciado en la XPrize Cup Expo y administrado por la Fundación XPrize, este premio es para un cohete suborbital VTVL (despegue vertical, aterrizaje vertical) que pueda alcanzar altitudes y energías de lanzamiento equivalentes a las que se necesitarían para un cohete lunar. módulo de aterrizaje. El Vertical Lander Challenge requiere una altitud mínima de 50 metros, una distancia horizontal de 100 metros, un tiempo de vuelo de 90 segundos y aterrizar sobre una superficie lisa y, después de repostar combustible, regresar a su ubicación original. El Lunar Lander Challenge, más agresivo, aumenta eso a 180 segundos de tiempo de vuelo y aterriza en una superficie rocosa. El VLC tiene un primer premio de $350,000, mientras que el LLC tiene un primer premio superior a esto. Para 2006, en la Copa Wirefly X PRIZE , Armadillo Aerospace fue el único equipo capaz de competir. Su vehículo "Pixel" completó un tramo del viaje en su tercer intento, pero se estrelló poco después del despegue en el regreso, dejando todos los premios sin reclamar.
En 2008, Armadillo Aerospace completó con éxito el premio VLC de nivel uno más fácil. [26]
En 2009, el primer premio de nivel dos lo ganó Masten Space Systems , mientras que Armadillo Aerospace se llevó el segundo premio de nivel dos. [27]
En este Desafío, los equipos diseñaron y construyeron máquinas robóticas para excavar suelo lunar simulado (regolito). [28] El Desafío fue administrado por la Autoridad Espacial de California [29] y se compitió en 2007, 2008 y 2009, momento en el que el Desafío fue ganado por un equipo del Instituto Politécnico de Worcester , que ganó el premio de 500.000 dólares estadounidenses. [30]
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Excavación del desafío del regolito
El Night Rover Challenge consiste en construir un robot alimentado por energía solar que pueda funcionar con energía almacenada durante un tiempo considerable. La intención es estimular el desarrollo de tecnología de baterías para entornos extremos para su uso en misiones espaciales. El premio es de 1,5 millones de dólares. [4] La NASA está asociada con la organización sin fines de lucro Clean Tech Open para este desafío [2]. Los requisitos para la presentación de propuestas están aquí.
En octubre de 2013, el Night Rover Challenge se cerró porque no se registraron competidores.
En octubre de 2012, la NASA anunció un desafío con el objetivo de desarrollar algunas de las tecnologías clave que permitirán integrar vehículos aéreos no tripulados en el Sistema Nacional del Espacio Aéreo . [31] El objetivo del desafío era demostrar un alto nivel de robustez operativa y la capacidad de " sentir y evitar " otro tráfico aéreo. [32]
El desafío debía dividirse en dos partes: la Fase 1 estaba programada para realizarse en la primavera de 2014, y la Fase 2 se habría llevado a cabo un año después de que la Fase 1 se completara con éxito. El premio total en metálico disponible en la Fase 1 fue de 500.000 dólares estadounidenses. Se planeó que la fase 2 tuviera 1 millón de dólares en premios. [33]
En mayo de 2013, la NASA anunció que había seleccionado a Development Projects Inc. de Dayton, Ohio, para gestionar el desafío. [34]
En noviembre de 2014, la NASA canceló el Desafío de Operaciones en el Espacio Aéreo (AOC) de Sistemas de Aeronaves No Tripuladas (UAS) debido a problemas técnicos y operativos imprevistos, así como a costos adicionales. Históricamente, los desafíos del centenario de la NASA han sido actividades de alto riesgo y apalancadas realizadas con una financiación gubernamental mínima. La NASA revisó los resultados previstos del AOC y determinó que la competencia ya no era oportuna ni rentable para ejecutarse según lo planeado. La cancelación del AOC por parte de la NASA no se basó de ninguna manera en el progreso técnico o el desempeño de los equipos registrados. [35]
El desafío de la conversión de CO 2 es una competencia para convertir el dióxido de carbono en azúcares que se utilizarán como materia prima para la biofabricación en el espacio y en Marte. [36] El concurso comenzó en 2018 para incentivar al público a recrear el proceso que realizan las plantas regularmente, excepto con un sistema no biológico. Cinco equipos recibieron cada uno un premio de 50.000 dólares por hito en 2019 por la Fase 1 de la competencia para diseñar un sistema que pudiera lograr la transformación química, incluidos equipos de la Universidad de California , la Universidad de Princeton , la Universidad de Rutgers , Air Company y Dioxide Materials . [37] La fase 2 de la competición terminó en 2021 y tres equipos se repartieron un premio de 750.000 dólares. [38]
Los desafíos no han sido finalizados. Candidatos [ ¿ cuándo? ] incluye: [ cita necesaria ]
Los desafíos se organizarán en una de cuatro categorías: [39]