Credit de imagine: NASA
Pe 14 ianuarie, președintele George Bush a ținut un discurs la sediul NASA în care a prezentat o nouă orientare strategică pentru agenția spațială americană. În timp ce unele dintre ideile inițiale pentru punerea în aplicare a noii politici spațiale pot fi și ar trebui îmbunătățite în mod substanțial, politica în general reprezintă în mod clar un pas semnificativ și întârziat în direcția corectă pentru programul spațial american. Prin urmare, Comitetul director al societății Marte salută noua politică prezentată în Directiva prezidențială intitulată „Un spirit reînnoit de descoperire”? și îndeamnă ferm Congresul să furnizeze fondurile solicitate pentru primele etape solicitate pentru program în următorul an fiscal.
Analiza noastră asupra atuurilor importante și a domeniilor necesare pentru îmbunătățirea noii politici este prezentată mai jos.
Analiză
După cum sa menționat, noua politică spațială Bush oferă atât oportunități, cât și capcanele celor interesați de promovarea explorării umane și a extinderii în spațiu în general, și în special pe Marte. Deși nu reprezintă începutul unui program Lună / Marte, întrucât aproape toate cheltuielile serioase pentru sisteme hardware, altele decât capsula echipajului, sunt amânate administrațiilor care intră în funcție în 2009 sau nu, însă, în realitate, este clar pentru motivarea inițierii unui astfel de sistem un program ar trebui să fie atât de înclinat de către administrația din 2009. De asemenea, oferă o anumită cantitate de energie gratuită care, dacă este manipulată corect în perioada 2004-2008, ar putea fi utilizată pentru a asigura apariția unei inițiative puternice de explorare umană în termenul de administrare din 2009.
În discursul său, Bush a redefinit scopul programului spațial american ca „stabilirea unei prezențe umane pe întregul sistem solar.” Această afirmație poate părea unii ca o simplă înflorire retorică, dar are de fapt o importanță programatică concretă importantă, întrucât legitimează cheltuielile NASA pentru a sprijini dezvoltarea tehnologiei pentru explorarea umană a Lunii și a Marte. Astfel de cheltuieli au fost interzise în ordinea anterioară a lucrurilor, iar în ultimii zece ani tehnologii care căutau finanțare pentru tehnologii importante de explorare a lunii / Martei umane au trebuit să le justifice argumentându-și valoarea pentru alte programe consacrate, cum ar fi programul de explorare robotică condus de JPL. sau ISS. Acest lucru a făcut imposibilă obținerea unei finanțări adecvate pentru multe tehnologii, cum ar fi utilizarea resurselor planetare in situ (ISRU) și a dus la dezastre, cum ar fi promițătorul program de locuire gonflabil Transhab, condus de JSC, care a fost deraiat la descoperirea acelui planetar. lucrările tehnologice de explorare au fost realizate sub acoperirea ISS, conduse la anularea de către personalul congresului. Din acest motiv, Societatea Marte a făcut, începând cu Convenția de la fondare, în 1998, o campanie pentru înființarea unui articol de linie NASA pentru sprijinul dezvoltării tehnologiei umane de explorare, astfel încât această activitate să se poată desfășura deschis. Inițiativa lui Bush îndeplinește pe deplin acest obiectiv, cu finanțarea sănătoasă a programului inițial. Din acest motiv, dacă nu este alta, mișcarea lui Bush trebuie văzută ca o dezvoltare extrem de pozitivă.
Noua politică va crea, de asemenea, o organizație de program la sediul NASA, numită Code T, care va ridica semnificativ nivelul eforturilor NASA de a dezvolta planuri eficiente de explorare a planetei umane. Aceasta este, de asemenea, o dezvoltare binevenită.
În plus, politica Bush oferă și o bază pentru includerea cerințelor de cercetare a explorării umane în proiectarea misiunilor planetare robotizate. La sfârșitul anilor 90, reprezentanții biroului de misiuni de explorare a omului din CSS au încercat să utilizeze oportunități de zbor la bordul landurilor robotizate de explorare a Martei robotizate de JPL, dar, deoarece cercetătorii CCN nu aveau nici un mandat, nici bani, nu aveau nici forța, nici fonduri pentru a susține. cererile lor și au fost tratate în consecință. În conformitate cu noua politică spațială, atât un mandat cât și fonduri ar trebui să fie disponibile pentru a sprijini cercetarea umană și experimentele legate de zboruri tehnologice la bordul navei spațiale lunare și planetare. Acest lucru ar putea permite ca aceste sarcini să zboare, deoarece clienții plătitori la bordul navei spațiale sponsorizate de JPL / Code S, sau, alternativ, să sprijine finanțarea debarcărilor robotizate controlate de programul de explorare umană a căror misiune principală ar fi să furnizeze date tehnice pentru programul de explorare umană, cu alte sarcini utile științifice efectuate pe o bază disponibilă în spațiu.
De asemenea, politica Bush identifică de unde vor veni fondurile necesare pentru a sprijini o adevărată inițiativă de explorare umană, pentru a redirecționa bugetele navetelor spațiale și ISS existente. În prezent, bugetul Shuttle rulează aproximativ 4 miliarde de dolari pe an, în timp ce bugetul ISS este cuprins între unu și două miliarde. Acest total de 5 - 6 miliarde de dolari pe an este mai mult decât suficient pentru a-i aduce pe oameni atât pe Lună cât și pe Marte în termen de zece ani de la începerea programului. Astfel, inițiativa poate fi realizată în cadrul bugetului existent al NASA de aproximativ 16 miliarde de dolari pe an în dolari din 2004, un nivel găsit acceptabil de președinți și majorități congresene ale ambelor partide politice pentru ultimele patru mandate prezidențiale. Astfel, baza financiară a programului este clară și nu este un buget mai echivalent sau în vreun fel fantastic.
În discursul său, președintele a invitat toate națiunile să se alăture cu Statele Unite pentru urmărirea programului propus. Salutăm această afirmație, deoarece suntem de acord pe deplin cu privire la faptul că explorarea și așezarea sistemului solar este un obiectiv deosebit care poate ajuta la reunirea umanității, una demnă și necesită mobilizarea celor mai bune talente ale tuturor popoarelor din Pământ.
Din diverse motive politice și diplomatice, politica Bush întârzie eliminarea treptei de la Shuttle și ISS până în 2010, întârzind astfel începerea substanțială a programului de explorare umană până la aproximativ acel moment. Astfel, alegerea dacă să pornească cu adevărat sau nu un program de explorare umană pe Lună sau pe Marte și care ar fi ritmul sau obiectivele sale, este pusă efectiv în mâinile administrației din 2009.
Meritul acestei decizii este discutabil. Un aspect cheie este însă faptul că administrația din 2009 va avea de ales. Prin clarificarea faptului că scopul fundamental al programului uman de zbor spațial este de a permite oamenilor să zboare ACROSS SPACE (viziunea din epoca Apollo) să exploreze alte lumi, mai degrabă decât să le permită oamenilor să EXPERIENȚE SPAZIUL (viziunea era Shuttle), politica Bush ( ar trebui să fie susținută fie prin reelecția sa, fie prin concordanța pe această problemă a unei administrații alternative din 2005), exclude în mod eficient angajamentul NASA față de un Shuttle de generație a doua („Shuttle 2”) ca următor program major. Încă de acum câteva luni, facțiuni substanțiale din cadrul cercurilor de politică spațială atât din congres cât și de la NASA au proiectat un astfel de program Shuttle 2 ca următorul proiect major al agenției după ISS. Dacă s-ar fi întâmplat, viitorul ar fi arătat astfel: deceniul actual ar fi consumat odată cu întoarcerea navetei în zbor și construirea ISS. Următorul deceniu ar fi consacrat extinderii duratei de viață a Shuttle și dezvoltării Shuttle 2. 2020. S-ar putea repeta apoi în anii 1980, încercând să facă operațional Shuttle 2, conducând la o decizie în 2030 cu privire la următorul proiect major. , care probabil ar fi fost ISS-2. Din fericire, aceasta? scenariul pentru stagnare perpetuă în spațiu a fost acum închis.
Decizia de a răspunde responsabilității pentru implementare și, prin urmare, controlul programului către administrația din 2009 promite să facă următorii cinci ani un moment extrem de interesant pentru avocații spațiului. În discursul său, domnul Bush a definit extinderea umană în sistemul solar ca obiectiv al NASA și a pus ideea unei baze lunare inițiate până în 2020 ca strategie prin care acest obiectiv ar putea fi abordat. Acesta este un singur plan, dar în următorii cinci ani se vor vedea alte planuri înaintate spre considerare de către clasa politică drept mijloace eficiente prin care obiectivul general dorit poate fi atins cu viteză maximă, fiabilitate și costuri minime. Marea dezbatere privind strategia noastră de a ajunge la Lună și planetele nu ar fi fost astfel închisă de discursul lui Bush, ci deschisă.
Victoria în această luptă sănătoasă de idei se va îndrepta către acei oameni care îi conving pe jucători, nu doar din ziua de azi, ci din 2009 și nu numai, de meritul conceptelor lor. Societatea Marte salută această provocare și va încerca să participe activ la această discuție pentru a contribui la expertiza sa tehnică și pentru a transmite o înțelegere clasei politice, comunității tehnice, presei și publicului, în contextul noii politici spațiale. , că explorarea umană pe termen scurt a planetei Marte este fezabilă, accesibilă și demnă cu adevărat de eforturile și riscurile necesare.
În trecerea de la un fel de program spațial la altul, ar trebui depuse toate eforturile pentru a preveni deteriorarea colaterală inutilă a părților valoroase ale programului vechi. Decizia anunțată de cartierul general al NASA la sfârșitul săptămânii trecute, de a renunța la misiunea Shuttle planificată pentru actualizarea și repornirea telescopului spațial Hubble (HST) este un exemplu de fel de greșeală care trebuie evitată. Spectrograful Cosmic Origins și Camera Widefield 3 concepute pentru a aduce HST la potențialul său maxim au fost deja construite și testate și promit un enorm randament științific la livrarea pe orbită. Dacă planul Bush ar fi să renunțe imediat la Shuttle și să economisească cei 24 de miliarde de dolari necesari pentru a-l opera până în 2010, astfel încât să inițieze imediat programul Moon / Marte cu finanțare substanțială imediat, acesta ar fi un lucru. Dar, având în vedere decizia de a returna Shuttle la zbor, anularea actualizării Hubble ar economisi doar aproximativ 200 de milioane de dolari sau 1% din bugetul programului Shuttle, în timp ce ar distruge aproximativ 90% din valoarea sa științifică. Acest lucru este extrem de prost.
Argumentele de siguranță nu se spală nici; dacă Shuttle-ul este suficient de sigur pentru a zbura către ISS, este suficient de sigur pentru a-și îndeplini misiunea în Hubble. Într-adevăr, în timp ce misiunile navetelor către Hubble ar putea să lipsească de pe orbită un refugiu sigur al ISS, înclinația scăzută a zborurilor Hubble permite lansarea avorturilor către apele tropicale calde, unde șansele de supraviețuire ale echipajului sunt mult mai bune decât în frigida avortului Atlanticului de Nord. site-urile solicitate de lansările ISS. Mai mult decât atât, este dificil să înțelegem cum o agenție care este prea riscantă să întreprindă o misiune Shuttle către Hubble ar putea fi serioasă în luarea în considerare a unei misiuni pe Lună sau pe Marte.
Anularea misiunii Hubble poate fi descrisă doar ca o greșeală gravă, aparent comisă în numele dorinței de a apărea? Decisivă? în ruperea de la vechea paradigmă în favoarea noului. În plus față de răul adus astronomiei, ar fi un lucru foarte rău ca noua politică spațială a bebelușului să-și înceapă viața cu un record atât de dezastruos. În niciun caz, nici presupusa disponibilitate iminentă a telescopului spațial James Webb nu ar trebui acceptată drept motiv pentru abandonarea Hubble. Asta ar fi repetarea greșelii comise de NASA în abandonarea lui Saturn V pentru Shuttle presupus superior sau Skylab pentru ISS? erori care au redus programul spațial cu zeci de ani de zeci de miliarde de dolari. Dacă conducerea NASA nu va vedea motivul pentru această problemă, Congresul ar trebui să ia măsuri puternice pentru a inversa această decizie foarte proastă.
Probleme tehnologice
Modul corect de a realiza un program ale cărui obiective includ atât o bază lunară permanentă cât și explorarea umană a planetei Marte este de a proiecta un set de hardware de transport care poate îndeplini misiuni ale Marte umane, al căror subset modificat poate fi folosit pentru a sprijini activitățile lunare. Abordarea problemei în acest fel poate economisi o cantitate mare de timp și bani, deoarece un singur set hardware trebuie dezvoltat în loc de două. De asemenea, maximizează valoarea Lunii ca teren de testare pentru Marte, deoarece în această abordare a misiunilor Moon se va face folosind hardware-ul Marte și va servi direct pentru a-l scutura. Dacă aceasta este abordarea adoptată, un program inițiat în 2009 ar putea realiza cu ușurință debarcarea lunară pilotată până în 2015 și lansarea primei expediții umane pe Marte până în 2018. Construirea unei baze lunare permanente și misiunile continue ale Marte ar putea avea loc simultan. Întrucât este posibil să se lanseze pe Marte în fiecare caz în fiecare caz, implicațiile unei derulare de programe concomitente sunt pur și simplu că rata de lansare a programului lunar ar fi redusă oarecum în anii de lansare pe Marte. Programele de lansare simultane ar servi, de asemenea, la minimizarea costurilor de lansare, maximizând rata de producție a liniilor de producție de rapel, întrucât costul funcționării unei instalații de producție a vehiculelor de lansare crește doar marginal cu o rată de producție mai mare. Pentru a folosi o analogie mundană, este nevoie de foarte puțin forță de muncă suplimentară pentru a găti două fripturi în loc de una, cu condiția să le gătești pe amândouă în același timp. În producția de vehicule de lansare, această parabolă de bucătărie deține și mai multă forță, întrucât costurile forței de muncă domină copleșitor cele ale materialelor.
În contextul unui astfel de program Lună / Marte bine planificat, există anumite tehnologii care sunt esențiale. Ne adresăm doar două dintre cele mai critice, puternice ascensoare și ISRU.
Boosters de ridicare grea
Instrumentalitatea tehnică cheie necesară pentru ca bazele lunare și misiunile Marte să fie fezabile este un vehicul de ridicare grea, cu un stadiu superior de hidrogen / oxigen, capabil să arunce sarcini utile în clasa de 50 de tone, pe injecție Trans-lunară sau Trans-Mars. Aceasta este capacitatea demonstrată în anii 1960 de către Saturn V. Odată ce un astfel de vehicul este disponibil, misiunile lunare dus-întors sau livrarea de locuințe unice și alte sarcini utile grele pe suprafața lunară pot fi realizate cu o singură lansare. Misiunile pilotate pe Marte pot fi de asemenea realizate folosind mai multe lansări discrete Trans-Mars ale unui astfel de sistem, fără niciun ansamblu pe orbită, așa cum arată planul Mars Direct (Zubrin și Baker, 1990), planul misiunii Stanford (Lusignan, et al. 1992) sau misiunea 3 de referință a proiectării JSC (Weaver și colab., 1994).
Astfel de sisteme de lansare a clasei Saturn V pot fi create cu ușurință în acest moment, fie prin transformarea stivei de lansare Shuttle, prin eliminarea orbitorului și înlocuirea acestuia cu un stadiu superior LOx / H2, sau prin crearea de sisteme noi de propulsie cu lichid complet. Compania Marte a prezentat recent planurile unei mari companii aerospațiale pentru a-și dezvolta linia existentă de boostere de ridicare medie pentru a crea o familie de boostere modulare de ridicare grele, cu sarcini utile cuprinse între sferturi, jumătate și capabilități complete ale Saturn V. Pe baza experienței acestei companii cu dezvoltările anterioare ale vehiculelor de lansare de succes, întregul program de dezvoltare pentru a crea întreaga familie de impulsuri ar putea fi realizat în cinci ani cu un cost de dezvoltare de aproximativ 4 miliarde de dolari. Costul de lansare recurent pentru proiectarea sistemului de clasă Saturn V a fost de 300 milioane USD pe lansare, sau mai puțin de 1000 $ / lb pentru livrarea sarcinii utile către LEO. Metodele de creare a unor astfel de familii de rapel sunt evidente pentru inginerii de vehicule cu lansare cu experiență și nu avem niciun dubiu că concurenții acestei companii au planuri de a crea seturi hardware similare cu costuri de dezvoltare și programe comparabile.
Prin urmare, afirmațiile formulate de anumite pundituri opuse oricărei inițiative de explorare, potrivit cărora un nou refugiu greu ar costa zeci de miliarde să se dezvolte, se poate dovedi, așadar, fără temei. Astfel de vehicule de ridicare grele ar avea, de asemenea, multe aplicații în afara programului de explorare umană.
ISRU
Atât bazele lunare, cât și expedițiile de pe Marte sunt puternic beneficiate prin utilizarea tehnicilor de utilizare a resurselor in situ (ISRU) pentru producerea de propulsor de retur, consumabile umane și combustibili pentru vehicule și oxigen pentru utilizare în misiuni extinse pe o suprafață planetară. Economiile de masă ale misiunii fie bazelor lunare, fie misiunilor Marte rezultate din ISRU au fost demonstrate în numeroase studii și depășesc în mod semnificativ cele oferite de conceptele avansate de propulsie, cu costuri de dezvoltare mult mai mari și cu sisteme recurente.
ISRU eficient necesită atât sisteme de prelucrare chimică, cât și surse de putere fiabile, pentru care sistemele nucleare spațiale oferă cea mai mare promisiune. Prin urmare, felicităm cu tărie administrația pentru proiectul său Prometeu de a crea astfel de sisteme nucleare spațiale. Cu toate acestea, remarcăm că până în prezent, singurele aplicații luate în considerare de NASA pentru sistemele sale de energie nucleară spațială au fost energia navelor spațiale și propulsia electrică nucleară (NEP). Fără a respinge importanța valorii NEP pentru misiunile robotice exterioare ale sistemului solar și alte misiuni care implică schimbări de viteză mari întreprinse pe perioade de timp extinse, remarcăm că dimensiunea unităților NEP necesare furnizării de propulsie pentru misiunile de explorare umană este de ordinul a 10.000 kilowati. În schimb, atunci când este utilizat pentru a produce propulsoare chimice pe suprafețe planetare, dimensiunea reactorului necesar pentru a sprijini explorarea umană este redusă la aproximativ 100 de kilowati. Acest lucru se datorează faptului că un reactor mult mai mic staționat pe o suprafață planetară care produce propulsor poate emite energie pe o perioadă lungă de timp înainte de zbor, să o depoziteze ca propulsor chimic, care poate elibera energia cât de repede este nevoie în condiții de zbor. Valorile de masă ale misiunii obținute prin astfel de opțiuni de propulsie chimică suportate de ISRU sunt mai mari decât cele oferite de NEP, în timp ce pentru misiunile din sistemul solar interior, timpul de zbor este mai mic (două ordine de mărime mai puțin pentru aplicațiile lunare). În plus, sistemele chimice suportate de ISRU pot fi utilizate nu numai pentru transferul orbital, ci și pentru ascensiunea planetară.
Astfel, în timp ce energia nucleară spațială permite ISRU, ISRU este cea care reduce considerabil costurile și crește valoarea energiei nucleare spațiale în sprijinirea explorării umane. Astfel, cele două tehnologii ar trebui să fie urmărite în paralel, iar o parte corespunzătoare din bugetul Prometeu se aplică pentru aducerea aplicațiilor ISRU a energiei nucleare spațiale la statutul de zbor și pentru susținerea misiunilor robotice care demonstrează o astfel de tehnologie pe Lună și Marte.
În plus, cerințele ar trebui să fie înscrise în programul Prometeu pentru a se asigura că sistemele de energie dezvoltate sunt compatibile pentru funcționarea pe suprafața Lunii și a Marte, deoarece utilizarea lor pe suprafața planetară pentru a produce propulsoare și consumabile reprezintă de departe cea mai avantajoasă metodă de angajându-le pentru a sprijini explorarea spațiului uman pe termen scurt, iar puterea lor este necesară la suprafață pentru a susține operațiunile de bază în orice caz.
Atât tehnologia ISRU, cât și dezvoltarea de rapel intensiv ar trebui, așadar, să fie priorități centrale ale efortului Codului T în perioada imediat următoare.
Alte sisteme ar trebui să fie dezvoltate cu o preocupare similară pentru obișnuința maximă a hardware-ului și tehnologiei în aplicațiile lunare și ale misiunii Marte.
Implicații politice
Trenul de evenimente pus în mișcare de noua politică spațială va crea un punct de decizie în jurul anului 2009 care va oferi trei alternative pentru acțiuni viitoare. Acestea sunt;
1. Administrația din 2009 ar putea alege să anuleze programul Luna / Marte în totalitate și să folosească pur și simplu Vehiculul de Explorare a Echipajelor (CEV) ca o capsulă lansată pe partea de sus a cheltuielilor ca mod de a continua vizita ISS. Acest lucru ar duce la un program ISS extins de tip Mir, realizat cu costuri mai mici decât este posibil, folosind lansările Shuttle, dar fără un scop evident. Acest lucru ar duce la stagnarea în spațiu, atât de mult timp, a existat o astfel de decizie programatică și o retrogresie probabilă la ridicarea grea, ISRU și alte programe necesare explorării umane.
2. Administrația din 2009 ar putea decide să continue în conformitate cu ideea construirii unei baze lunare, începând cu 2020, fără îngrijorare pentru misiunea de pe Marte, cu excepția formulării pretențiilor că experiența lunară va fi fără îndoială utilă ulterior, atunci când alții vor avea în vedere plecarea pe Marte. Acest lucru ar duce la dezvoltarea hardware-ului de program lunar în cea mai mare parte incompatibil (cu excepția rapelului), făcând necesară începerea dezvoltării unui întreg set de hardware aproximativ 2030 sau, eventual, 2040, având în vedere angajamentele bugetare, un astfel de program lunar independent ar crea, ceea ce face posibil ca prima aterizare pe Marte să nu aibă loc înainte de mijlocul secolului XXI. În mod alternativ, având în vedere interesul limitat oferit de expedițiile lunare repetate, programul ar putea expira pur și simplu.
3. Administrația din 2009 ar putea decide să lanseze un program uman pe Marte, cu obiectivul de a ajunge pe Marte în termen de zece ani, cu expediții pe Lună folosind un subset modificat al hardware-ului de zbor Marte, începând cu anul 7 al programului. ar trebui să fie dezvoltat în loc de două și, deoarece costul aerospațial este egal cu oamenii în timp, aceasta reprezintă o abordare a costurilor mult mai mică pentru atingerea obiectivelor prevăzute în noua politică spațială decât alternativa (b). Mai mult decât atât, este singura abordare care va avea ca rezultat exploratorii umani care vor merge pe Marte în timpul vieții de lucru a oricărui adult astăzi.
Prin urmare, este imperativ ca toți cei care doresc să vadă explorarea umană a lui Marte să devină o realitate să facă tot ce poate pentru a lupta pentru cursul îndrăzneț reprezentat de opțiunea C. În laboratoare și organizații de inginerie, în presă, în clasă și sala de comisii, în zona arctică și în deșert, în sălile congresului și în fiecare loc de opinie publică, de la cărți și lucrări tehnice, până la grupuri de știri pe internet și radio de discuții târziu seara, fiecare va trebui să își joace rolul.
S-a deschis o ușă și s-a alăturat cu adevărat o bătălie de idei care va determina forma viitorului uman pentru mulți ani care urmează. Unde va conduce, depinde de noi. Viziunile care acum două săptămâni erau simple dezbateri ipotetice între activiștii spațiali au intrat acum în centrul discursului politic. Salutăm provocarea. Căci, întrucât rațiunea este martorul nostru și curajul este ghidul nostru, vom predomina.
Sursa originală: Comunicat de presă Mars Society
