Ce este nou despre noua cursă spațială?

Publicitate

Este 2015 și spațiul este din nou cool.

SpaceX a întinerit interesul publicului în spațiu și planifică deja o misiune pe Marte. Forbes face profiluri pe startup-uri de minerit de asteroizi. O coaliție de companii private sunt construirea unui port spațial în New Mexico. Este cea mai interesantă perioadă pentru explorarea spațiului de la ultima misiune lunară din 1972.

În timpul acelei misiuni, astronautul Eugene Cernan a încheiat ultima plimbare pe lună a umanității cu aceste cuvinte:

„În timp ce fac ultimii pași ai omului de la suprafață […] Aș dori doar să enumerez ceea ce cred că istoria va consemna: că provocarea Americii de astăzi a modelat destinul omului de mâine. Și, în timp ce părăsim Luna la Taurus Littrow, plecăm așa cum venim și, dacă Dumnezeu vrea, când ne vom întoarce, cu pace și speranță pentru întreaga omenire. Slavă Domnului echipajului Apollo 17.”

În cei 43 de ani de când a rostit aceste cuvinte, multe s-au întâmplat. Uniunea Sovietică a căzut. Tehnologia informatică a explodat. Concorde a venit și a plecat. Dar, nu ne-am întors niciodată pe Lună. De fapt, oamenii nu au mai ieșit de pe orbita Pământului inferioară de când s-a întors Apollo 17.

Am trimis niște sonde și am aterizat roboți pe Marte. Am construit naveta și ISS. Nimic din toate acestea nu este inovator. Prima rachetă care a realizat orbită pământească joasă a făcut-o în 1961. Prima sondă „de succes” pe Marte avea să aterizeze un deceniu mai târziu, în 1971. Prima stație spațială a apărut în 1971. Lipsa inovației a sufocat interesul publicului pentru spațiu și a ucis opera spațială ca gen.

Ce a mers prost? Ce sa întâmplat cu NASA? Și ce se schimbă acum? Să dăm ceasul înapoi.

Destinație: Stagnare

Nu există nicio modalitate de a spune această poveste fără a acorda un rol principal bugetului NASA (sau, mai degrabă, lipsei acestuia). Iată un grafic al bugetului NASA din epoca Apollo.

În mod clar, au fost unele reduceri. Pe măsură ce Războiul Rece a încetat la începutul anilor '70, a devenit clar că temerile de superioritate tehnologică comunistă fuseseră exagerate. Narațiunea cursei spațiale s-a prăbușit, la fel și sprijinul public pentru scumpul program Apollo. Având în vedere că războiul din Vietnam mergea deja prost, Nixon a ales să anuleze în liniște ultimele misiuni și să pună capăt lui Apollo. În anumite privințe, acesta fusese planul de la început.

În 1968, George Trimble, director adjunct al Manned Spacecraft Center (MSC) al NASA a trimis o notă solicitând ca programul Apollo să aibă o lungime finită și un punct final bine definit.

„[…] ca realizarea primei aterizări pe Lună și întoarcerea în siguranță a echipajului să fie definită ca sfârșitul Programului Apollo. Acest lucru va oferi un final clar pe care toată lumea îl poate înțelege și va fi programul cu cost minim. Programul de explorare lunară, sau orice nume este selectat, va avea un întreg definibil [sic] și poate fi planificat și apărat ca unitate. Acest lucru va evita ca programul Apollo să treacă la o terminare nedefinită. .”

S-a presupus că programul Apollo va fi urmat de o călătorie pe Marte sau de o bază lunară pe termen lung. În schimb, după reducerile de finanțare, a fost luată decizia de a trece la explorarea spațială orbitală, inclusiv construirea unei stații spațiale mari. O mulțime de observatori au dat vina pentru stagnarea actuală a spațiului la picioarele regulatorilor miop, care strâng bănuți. Aceasta este o narațiune pe care aș vrea să o provoc.

În timp ce reducerea bugetului NASA a fost un factor în declinul explorării spațiale americane, este departe de întreaga poveste. O mare parte din vina este chiar a NASA. Și-a pierdut concentrarea și s-a implicat în funduri tehnologice scumpe.

Luați în considerare acest lucru: din epoca Apollo, bugetul NASA a scăzut aproximativ 50% — dar asta nu este șocant.

Eforturile de bază de cercetare și dezvoltare pentru rachete au absorbit o mare parte din banii suplimentari. După ce s-a făcut cercetare și dezvoltare pentru Saturn V, fiecare lansare lunară a costat doar 375 de milioane de dolari în 1970 (aproximativ 2,5 miliarde de dolari în 2015). Bugetul modern al NASA de aproximativ 15 miliarde de dolari este suficient pentru a susține misiunile lunare regulate, dacă aceasta ar fi o prioritate.

Contrar credinței populare - factorul limitativ nu este financiar.

Dacă o misiune pe Lună nu te entuziasmează, ce zici Mars Direct? Arhitectura de bază, meticulos bugetată, pentru o misiune cu echipaj cu echipaj pe Marte și înapoi ar costa aproximativ $50 de miliarde. Dacă NASA a dedicat cinci ani perspectivei, este departe de a fi la îndemână.

Deci, acum că vedem ce am fi putut cumpăra... ce am făcut cu banii în schimb?

Stații și navete

Să vorbim despre ISS.

ISS a fost subvenționat prin răspândirea lui în multe țări, toate dintre care ar beneficia de PR și de cercetarea generată de acesta. The defalcarea costurilor sunt iluminatoare.

SUA au cheltuit 72,4 miliarde de dolari pentru a-și construi piesele din stație și 50,4 miliarde de dolari mai mult pentru a o pune pe orbită, pentru o cheltuială totală mare de 120,8 miliarde de dolari. Investițiile Rusiei, Japoniei, UE și Canada însumează doar 24 de miliarde de dolari la un loc. Atât pentru „împrăștierea costurilor”

Cât de eficientă este ISS în comparație cu stațiile spațiale anterioare?

ISS este o abatere bruscă de la stațiile spațiale anterioare. Este construit din module mai mici într-o configurație mai complexă decât stațiile anterioare „cu cameră unică”. Aceasta este o tehnologie interesantă, dar scumpă.

Lansată imediat după încheierea programului Apollo, prima noastră stație („Skylab”) a costat 10 miliarde de dolari în dolari moderni pentru a construi. Avea un volum intern de aproximativ 360 de metri cubi. ISS a costat aproximativ 150 de miliarde de dolari cu un volum de 907 metri cubi. SUA ar fi putut cheltui 30 de miliarde de dolari și ar fi lansat trei module Sky-lab și ar fi construit o stație mai mare decât ISS pentru mai puțin de o pătrime din cost. Restul de 90 de miliarde de dolari ar fi putut plăti o călătorie pe Marte și douăzeci de misiuni pe Lună.

Luați în considerare naveta spațială în sine - cea mai vizibilă formă de explorare spațială de la programul Apollo. NASA credea că, prin construirea unui avion spațial reutilizabil, ar fi posibil să se reducă costurile de mutare a oamenilor și a mărfurilor pe Orbită Pământească Inferioară.

Avioanele spațiale au reprezentat un eșec colosal în ceea ce privește reducerea costului de lansare - masa și complexitatea adăugate mai mult decât să șteargă orice beneficii din reutilizare. Vehiculele de unică folosință de stil vechi, cum ar fi Russian Proton, costă aproximativ 2300 USD per kilogram de marfă. Transferul costă aproximativ 8000 USD per liră, mai mult de trei costuri.

Mai rău, scutul termic complex și nevoia de amplificatoare secundare au făcut ca naveta să fie periculoasă ca vehicule spațiale. Dintre cele cinci navete, două au explodat și 1,5% din misiuni s-a încheiat cu decese.

Eșecul navetei ca măsură de economisire a costurilor trebuie să fi fost clar la începutul procesului de proiectare, dar NASA a continuat, derulând programul de navetă din 1981 până în 2011. Sunt trei decenii de risipă îngrozitoare. Costul programului de transfer 209 miliarde de dolari. Banii economisiți doar folosind vehicule pe care le aveam deja ar fi mai mult de 100 de miliarde de dolari până acum. Este suficient pentru a merge pe Marte și înapoi de două ori, punând cizme pe pământ pe planeta roșie pentru a răspunde la întrebări fundamentale despre originile vieții.

NASA a ajuns la ideea că programul navetei a fost o greșeală. În 2005, șeful NASA Michael Griffin a spus USA Today

„Acum se acceptă în mod obișnuit că nu a fost calea cea bună […] Acum încercăm să schimbăm calea, provocând cât mai puține pagube.”

Ce ar fi fost posibil fără programul de navetă?

Luați în considerare vehiculul Dragon de la SpaceX, o modernizare a modelelor de rachete mai tradiționale. Dragon V1 poate transporta 13,228 lire sterline de marfă, la un cost net de aproximativ 13 milioane de dolari, sau puțin sub 1000 de dolari pe liră - de opt ori mai puțin decât naveta și mai puțin de jumătate din costul vechiului Proton. Acesta este un vehicul care a fost în dezvoltare doar de câțiva ani și a fost creat cu o mică parte din bugetul NASA. Următoarea iterație, Dragon V2, care va fi reutilizabilă, este de așteptat să scadă mult mai mult prețul (poate până la sub 500 USD per liră).

Dragon V2 va folosi o capsulă simplă și robustă, în formă de picătură de gumă, de tipul celor folosite de orice, de la programul Gemini la Soyuz. Inovația este utilizarea de rachete mici pentru a permite capsulei să efectueze o aterizare controlată în loc de o stropire, o caracteristică pe care au inițiat-o cu prototipul „lăcustă”. Acest lucru este mult mai simplu decât încercarea de a construi un avion spațial și probabil mult mai ieftin.

Tema comună aici ar putea fi numită „progres fals”. NASA a irosit o sumă uimitoare de bani urmărind „progrese” tehnice care nu erau îmbunătățiri. Avioanele spațiale și habitatele spațiale modulare nu sunt idei bune în lumea reală.

Poate că o problemă este că NASA nu are influența corectoare a presiunilor pieței. Forțele pieței tind să elimine acest tip de deșeuri, deoarece concurenții cu tehnologie mai bună și mai ieftină câștigă. Pe o piață înfloritoare de explorare a spațiului, avioanele spațiale ar rămâne o notă de subsol uitată, the Nintendo Virtual Boy 4 produse Nintendo care au fost cu mult înaintea timpului lorNintendo a fost întotdeauna o companie inovatoare, dar chiar și produsele lor mai puțin cunoscute au fost înaintea timpului lor. Citeste mai mult a vehiculelor de lansare.

NASA este, de asemenea, vulnerabilă la presiunile politice de tip miop. Avioane spațiale uite ca viitorul dacă ești un politician care nu a luat niciodată o clasă de inginerie. Poate că își pot imagina nepoții urcându-se la bordul unui aeroport într-o zi, așa că împing programul peste plângerile inginerilor. Construirea unei stații spațiale în cooperare cu alte patru națiuni sună a o idee grozavă, cu condiția să fii un politician care este mai interesat de titluri decât de știință. NASA din ultimii patruzeci de ani este un exemplu viu a ceea ce se întâmplă atunci când lași politica să ia locul prudenței științifice.

Cine a ucis Opera Spațială?

Oamenii reacționează emoțional la criticile la adresa NASA. Permiteți-mi să clarific că această critică nu provine dintr-o ură față de explorarea spațiului. Nu sunt supărat de povara fiscală impusă de NASA, care este minimă. Sunt supărat că nu primim atât de multă explorare a spațiului pe cât am putea fi pentru banii pe care îi cheltuim. Unele frumoase și lucruri fascinante Experimentați explorarea spațiului în 3D la Vizualizările NASAEști un coleg explorator spațial? Dacă ați avea ocazia să experimentați cum este să fii astronaut sau chiar unul dintre numeroasele echipaje de asistență tehnică care sprijină explorarea spațiului, ai... Citeste mai mult a ieșit din programele ISS și navetă. Este doar trist să te gândești la ceea ce ar fi putut fi.

Recenta explozie a progresului spațial vine nu de la NASA, ci de la câteva companii mici, private cu un puternic motiv de profit pentru a reduce costurile și un devotament ideologic față de cauza spațiului accesibil explorare.

SpaceX a lipsit de toată strălucirea PR este incitant Elon Musk vs. Richard Branson: Cursa pentru Internet prin satelit ieftinPeste patru miliarde de oameni nu au acces la internet. Cum remediam asta? Răspunsul se află deasupra capului nostru... Citeste mai mult . Fondatorul și proprietarul său, Elon Musk, îl vede ca un efort eroic pentru a proteja umanitatea împotriva dispariției.

„Este amuzant, nu toată lumea iubește umanitatea. Fie explicit, fie implicit, unii oameni par să creadă că oamenii sunt o mizerie pe suprafața Pământului. Ei spun lucruri precum: „Natura este atât de minunată; Lucrurile sunt întotdeauna mai bune în mediul rural, unde nu sunt oameni în jur.” Ele sugerează că umanitatea și civilizația sunt mai puțin bune decât absența lor. Dar nu sunt la acea școală. Cred că avem datoria să menținem lumina conștiinței, să ne asigurăm că ea continuă în viitor.”

Musk este doar cel mai recent purtător al acestei filosofii de explorare a spațiului. Oamenii de știință au văzut explorarea spațiului ca un imperativ moral de sute de ani. În 1610, Kepler i-a scris lui Galileo despre posibilitatea călătoriei omului către alte planete recent descoperite ale sistemului solar.

„Să creăm vase și pânze adaptate la eterul ceresc și vor fi mulți oameni care nu se vor teme de deșeurile goale. Între timp, vom pregăti, pentru curajoșii călători ai cerului, hărți ale corpurilor cerești.”

Acesta este visul care i-a condus pe Galileo, Werner Von Braun și Elon Musk - și este un vis care, în sfârșit, începe să devină realitate. Astăzi, companiile spațiale private întind limitele a ceea ce este posibil. Interesul public în spațiu există clar Putem contribui la explorarea spațiului? Aceste 7 instrumente online spun că putemDar bărbatul de pe trotuar? Liceanul la ora de științe? Mama care a visat cândva să se îmbrace pentru un zbor în spațiu? Vor rămâne visele așa sau pot ele contribui la... Citeste mai mult și, după cum demonstrează boom-ul, la fel și banii. Ceea ce este necesar este voința politică și instituțională de a-și asuma riscuri mari fără a pierde din vedere practic. Aceasta va presupune abandonarea unor proiecte mai puțin ambițioase aflate deja în mișcare, ceea ce va fi controversat.

De asemenea, va merita. Sunt multe în joc aici: dacă permitem noului boom spațial să se epuizeze, vom avea mai multe decenii de știință întârziată, proiecte de vanitate, bani risipiți și ambiții risipite.

Nu-mi pot imagina ceva mai deprimant.

Credite de imagine: Naveta spațială a NASA Endeavour, de Andrew Adams, Diagrama navetei spațiale sovietice, Steve Jurvetson, CATS Instalat pe ISS, de către GSFC, Coasta de Est a SUA noaptea de la ISS, Observatorul Pământului al NASA, Umbra Lunii de James Jordan, Panorama Craterului de Est Apollo 11 de GSFC, Dragon rosu de SpaceX, Dragonul SpaceX de Kevin Gill