Кредит за изображение: НАСА
На 14 януари президентът Джордж Буш изнесе реч в централата на НАСА, очертавайки нова стратегическа ориентация за американската космическа агенция. Докато някои от първоначалните идеи за прилагане на новата космическа политика могат и трябва да бъдат значително подобрени, цялостната политика очевидно представлява значителна и отдавнашна стъпка в правилната посока за американската космическа програма. Следователно Управителният комитет на Марсовото общество приветства новата политика, както е представена в президентската директива, озаглавена „Обновен дух на откритието“? и настоятелно призовава Конгреса да предостави исканите средства за първоначалните стъпки, поискани за програмата през следващата фискална година.
Нашият анализ на важните силни страни и необходимите области за подобряване на новата политика е представен по-долу.
анализ
Както бе посочено, новата космическа политика на Буш предлага както възможности, така и клопки за тези, които се интересуват от по-нататъшно изследване и разширяване на човешкото пространство в Космоса, и по-специално на Марс. Въпреки че не представлява старта на действителна програма Moon / Mars, тъй като почти всички сериозни разходи за хардуерни системи, различни от капсулата на екипажа, се отлагат на администрациите, влизащи в длъжност през 2009 г. или след това, това всъщност изчиства почвата за започване на такава програма в случай, че администрацията от 2009 г. е така наклонена Той също така осигурява известно количество безплатна енергия, която, ако се работи правилно през периода 2004-2008 г., би могла да се използва за осигуряване на появата на мощна инициатива за изследване на човека в рамките на срока на управление на 2009 г.
В речта си Буш предефинира целта на американската космическа програма като „установяване на човешко присъствие в цялата Слънчева система.“ Това твърдение на някои може да изглежда като просто риторичен процъфтяване, но всъщност има важно конкретно програмно значение, тъй като узаконява разходите на НАСА за подпомагане на технологични разработки за изследване на човека на Луната и Марс. Такива разходи бяха забранени при предишния ред на нещата и през последните десет години технолозите, търсещи финансиране на важни човешки технологии за изследване на Луната / Марс, трябваше да ги оправдаят, като аргументират стойността си за други утвърдени програми, като ръководената от JPL програма за роботи за изследване или МКС. Това направи невъзможно получаването на адекватно финансиране за много технологии, като например използване на планетни ресурси на място (ISRU), и доведе до бедствия като обещаващата програма за надуваеми жилища, ръководена от JSC Transhab, която беше дерайлирана при откриването, че планетарен работата по технологиите за проучване се извършваше под прикритие на МКС, което доведе до отмяна от служителите на конгреса. Поради тази причина Обществото на Марс от основаването си към Конвенцията през 1998 г. провежда кампания за създаването на ред на НАСА за подкрепа на развитието на технологиите за изследване на човека, така че тази дейност да може да се провежда открито. Инициативата на Буш напълно постига тази цел със здравословно първоначално финансиране по програмата. Поради тази причина, ако няма друг, ходът на Буш трябва да се разглежда като изключително положително развитие.
Новата политика ще създаде и програмна организация в централата на НАСА, наречена Code T, която значително ще повиши нивото на усилията на НАСА за разработване на ефективни планове за човешко планетарно проучване. Това също е добре дошло развитие.
В допълнение, политиката на Буш също осигурява основа за включване на изискванията за изследвания в областта на човешкото изследване в проектирането на роботизирани планетарни мисии. В края на деветдесетте години представители на службата за разузнавателни мисии на човека в JSC се опитаха да използват възможностите за полет на борда на ръководените от JPL роботи за разследване на Марс, но тъй като изследователите на JSC нямаха нито мандат, нито пари, те нямаха нито сила, нито средства да подкрепят. молбите им и бяха разгледани съответно. Съгласно новата космическа политика трябва да бъдат налични както мандат, така и средства за подпомагане на изследвания, свързани с човешкото изследване и експерименти с полетни технологии на борда на роботизирани лунни и планетни космически кораби. Това би могло да позволи на такива полезни натоварвания да летят като клиенти, плащащи на борда на спонсорираните космически кораби, спонсорирани от JPL / Code S, или като алтернатива, да подкрепят финансирането на роботизирани десанти, управлявани от програма за проучване на човека, чиято основна мисия ще бъде предоставянето на инженерни данни за програмата за изследване на човека с други полезни натоварвания на науката, извършвани на базата на пространство.
Политиката на Буш също така определя откъде ще дойдат средствата, необходими за подкрепа на истинска инициатива за изследване на човека, за да се пренасочи съществуващите бюджети за космически совалки и МКС. В момента бюджетът на совалката работи около 4 милиарда долара годишно, докато бюджетът на МКС е между един и два милиарда. Общата сума от $ 5 до 6 милиарда долара годишно е повече от достатъчна, за да накара хората да отидат както на Луната, така и на Марс в рамките на десет години от действителното стартиране на програмата. По този начин инициативата може да бъде направена в рамките на съществуващия бюджет на НАСА от около 16 милиарда долара годишно през 2004 долара, ниво, което се подкрепя от президенти и конгреси на мнозинството от двете политически партии за последните четири президентски мандата. По този начин финансовата основа за програмата е ясна и не е разход за бюджет или по някакъв начин фантастична.
В словото си президентът покани всички държави да се присъединят към Съединените щати в изпълнение на предложената програма. Ние приветстваме това твърдение, тъй като напълно сме съгласни, че изследването и заселването на Слънчевата система е голяма цел, която може да помогне за обединяването на човечеството, което е достойно и изисква мобилизиране на най-добрите таланти от всички народи на Земята.
По различни политически и дипломатически причини, политиката на Буш забавя постепенно излизането на совалката и МКС до 2010 г., като по този начин забавя стартирането на значителна програма за изследване на човека до около това време. По този начин изборът за това дали наистина да стартира програма за изследване на човека на Луна или Марс и какъв трябва да бъде нейният темп или цели, е на практика да бъде поставен в ръцете на администрацията от 2009 г.
Заслугата на това решение е спорна. Ключов момент обаче е, че администрацията през 2009 г. ще има избор. Като изясняваме, че основната цел на човешката програма за космически полети е да позволи на хората да ЛЕТАТ СЪС ПРОСТРАНСТВО (визия от епохата на Аполон) да изследват други светове, а не да позволи на хората да изпитват ПРОСТРАНСТВО (визия на ерата на совалката), политиката на Буш ( трябва ли да бъде подкрепено или от неговото преизбиране, или от съгласуването по този въпрос на алтернативна администрация от 2005 г.) на практика пречи на ангажимента на НАСА за второ поколение совалка (? Shuttle 2?) като следваща голяма програма. Неотдавна, преди няколко месеца, значителни фракции в кръговете на космическата политика както в конгреса, така и в НАСА прогнозираха такава програма на совалка 2 като следващия голям проект на агенцията след МКС. Ако това се случи, бъдещето щеше да изглежда така: настоящото десетилетие щеше да бъде консумирано с връщането на совалката и полета и изграждането на МКС. Следващото десетилетие ще бъде посветено на удължаване на живота на Shuttle и развитие на Shuttle 2. 2020-та ще бъде повторение на 1980-те, опитвайки се да направи Shuttle 2 оперативен, което ще доведе до решение през 2030 г. за следващия голям проект , което вероятно би било ISS-2. За щастие, този? Ден на баба? сценарият за вечен застой в космоса вече е възпрепятстван.
Решението да се поеме отговорността за изпълнението и по този начин контролът върху програмата пред администрацията от 2009 г. обещава да направи следващите пет години изключително интересно време за защитниците на космоса. В речта си г-н Буш определи човешкото разширяване в Слънчевата система като цел на НАСА и постави идеята за лунна база, инициирана до 2020 г., като стратегия, чрез която тази цел може да бъде достигната. Това е един план, но през следващите пет години други планове ще бъдат представени за разглеждане от политическата класа като ефикасно средство, чрез което желаната обща цел може да бъде постигната с максимална скорост, надеждност и с минимални разходи. Големият дебат за това каква трябва да бъде стратегията ни за достигане до Луната и планетите, не беше затворен от речта на Буш, а отворен.
Победата в тази здравословна битка на идеите ще отиде при онези хора, които убеждават играчите не само на днешния ден, но и на 2009 г. и след това, в заслугата на техните концепции. Марсовото общество приветства това предизвикателство и ще се стреми активно да участва в тази дискусия, за да даде своя технически опит и да предаде разбиране на политическата класа, техническата общност, пресата и обществеността, че в контекста на новата космическа политика , че човешкото проучване на Марс в краткосрочен план е възможно, достъпно и наистина достойно за необходимите усилия и рискове.
При преминаване от един вид космическа програма към друг, трябва да се положат всички усилия, за да се предотврати ненужното обезпечаване на щети върху ценни части от старата програма. Решението, обявено от централата на НАСА в края на миналата седмица, да се откаже от планираната мисия на Shuttle за надграждане и рестартиране на космическия телескоп Хъбъл (HST), е пример за вида грешка, която трябва да се избягва. Спектрографът Cosmic Origins и Widefield Camera 3, проектирани да приведат HST до пълния си потенциал, вече са изградени и тествани и обещават огромно научно завръщане при доставка на орбита. Ако планът на Буш незабавно отклони совалката и спести 24 милиарда долара, необходими за експлоатацията му през 2010 г., така че незабавно да започне програмата Луна / Марс със значително финансиране, това би било едно нещо. Но като се вземе решение за връщане на совалката в полет, отмяната на надстройката на Хъбъл би спестила само около 200 милиона долара или 1% от бюджета на програмата Shuttle, като същевременно унищожи около 90% от нейната научна стойност. Това е изключително глупаво.
Аргументите за безопасност също няма да се измият; ако совалката е достатъчно безопасна, за да лети до МКС, това е достатъчно безопасно, за да изпълни мисията си до Хъбъл. Всъщност, докато мисиите на совалката до Хъбъл може да нямат сигурно убежище на орбитата на МКС, ниският наклон на полетите на Хъбъл дава възможност за изстрелване на аборти в топли тропически води, където шансовете за оцеляване на екипажа са много по-добри, отколкото в фригидния северноатлантически аборт сайтове, изисквани от стартирането на ISS. Освен това е трудно да се разбере как агенция, която е твърде рискова неблагоприятна за извършване на мисия на совалката до Хъбъл, може да е сериозна при обмислянето на мисия до Луната или Марс.
Отмяната на мисията на Хъбъл може да бъде описана само като сериозна грешка, очевидно извършена в името на желанието да се появи? Решаваща? в прекъсване от старата парадигма в полза на новата. В допълнение към вредата, нанесена на астрономията, би било много лошо новородената нова космическа политика да започне живота си с такъв неприятен запис. В никакъв случай предполагаемата предстояща наличност на космическия телескоп на Джеймс Уеб няма да бъде приета като основание за изоставяне на Хъбъл. Това би било да се повтори грешката, която НАСА направи при отказване от Saturn V за предполагаемо превъзходния совал, или Skylab за МКС? грешки, които възстановяват космическата програма с десетилетия от десетки милиарди долари. Ако ръководството на НАСА няма да види причина по този въпрос, Конгресът трябва да предприеме силни действия, за да отмени това много лошо решение.
Технологични въпроси
Правилният начин да се направи програма, чиито цели обхващат както постоянна лунна база, така и човешкото изследване на Марс, е да се създаде набор от транспортен хардуер, който може да изпълнява човешки мисии на Марс, модифициран модулен подмножество от който може да се използва за подпомагане на лунните дейности. Подходът към проблема по този начин може да спести много време и пари, тъй като трябва да се разработи само един хардуерен набор вместо два. Той също така увеличава максимално стойността на Луната като тестова площадка за Марс, тъй като при този подход към лунните мисии ще се извършват с помощта на хардуерния апарат на Марс и ще служи директно за разтърсването му. При условие, че това е възприетия подход, програма, инициирана през 2009 г., може лесно да постигне пилотно лунно кацане до 2015 г. и да стартира първата човешка експедиция на Марс до 2018 г. Създаването на постоянна лунна база и продължителните мисии на Марс могат да се случат едновременно. Тъй като е възможно да се изстрелва на Марс всяка друга година във всеки случай, последиците от работещите едновременни програми са просто, че скоростта на стартиране на лунната програма ще бъде намалена донякъде през годините на изстрелване на Марс. Програмите за едновременно пускане в експлоатация също биха помогнали за намаляване на разходите за пускане чрез увеличаване на скоростта на производство на бустерните производствени линии, тъй като разходите за стартиране на съоръжение за производство на ракети се увеличават само незначително с по-висока производствена скорост. За да използвате светска аналогия, са нужни много малко допълнителен труд, за да готвите две пържоли вместо една, при условие че ги готвите и двете едновременно. При производството на стартиращи превозни средства тази кухненска притча има още по-голяма сила, тъй като разходите за труд преобладават над тези на материалите.
В контекста на такава добре планирана програма Луна / Марс има определени технологии, които са от съществено значение. Разглеждаме само два от най-критичните, тежки усилватели и ISRU.
Тежки лифтови усилватели
Основният технически инструмент, необходим за извършване на лунните бази и мисиите на Марс, е тежкотоварен автомобил с горно ниво на водород / кислород, способен да хвърля полезни товари в 50-тонен клас при транслунна или трансмарсийна инжекция. Това е способността, демонстрирана през 1960-те години от Сатурн V. След като такова превозно средство е на разположение, лунни мисии в кръг или еднопосочна доставка на местообитания и други тежки полезни товари до лунната повърхност могат лесно да бъдат изпълнени с едно изстрелване. Пилотирани мисии на Марс могат също да бъдат изпълнени с помощта на множество дискретни излитания на Транс Марс на такава система, без монтиране в орбита, както е показано от плана Mars Direct (Zubrin и Baker, 1990), плана на мисията на Станфорд (Lusignan, et al. 1992), или референтната мисия на JSC Design 3 (Weaver et al, 1994).
Такива системи за изстрелване на клас Saturn V могат лесно да бъдат създадени в този момент или чрез преобразуване на стартовия пакет на Shuttle чрез елиминиране на орбитата и замяната му с горния етап на LOx / H2, или чрез създаване на нови, изцяло течни задвижващи бустерни системи. На Марсовото общество наскоро бяха показани планове на една голяма аерокосмическа компания за развитие на съществуващата линия от средни подемни бустери за създаване на фамилия модулни усилватели на тежки асансьори с полезен товар, вариращи от четвърт, половина и пълни възможности на Saturn V. Въз основа на опита на тази компания с предишни успешни разработки на ракети, цялата разработваща програма за създаване на цялото семейство бустери може да бъде изпълнена за пет години с разходи за развитие от около 4 милиарда долара. Повтарящата се цена за стартиране на дизайна на системата Saturn V беше 300 милиона долара на старт или по-малко от 1000 долара / фунт за доставка на полезен товар до LEO. Методите за създаване на такива бустерни фамилии са очевидни за опитни инженери на стартиращи превозни средства и не се съмняваме, че конкурентите на тази компания имат планове за създаване на подобни хардуерни комплекти със съпоставими разходи и разписания за разработка.
Твърденията на някои кандидати, противопоставящи се на някаква инициатива за проучване, че нов усилвател на тежки асансьори ще струва десетки милиарди, може лесно да се окаже, че всъщност няма основание. Такива тежкотоварни превозни средства също биха имали много приложения извън програмата за изследване на човека.
ISRU
Както лунните бази, така и експедициите на Марс получават голяма полза от използването на техники на място за използване на ресурси (ISRU) за производство на обратно гориво, човешки консумативи и горива за превозни средства и кислород за използване при продължителни мисии на планетарна повърхност. Масовите спестявания на мисията или за лунни бази, или за мисии на Марс в резултат на ISRU са демонстрирани в многобройни проучвания и значително надвишават предлаганите от модерни задвижващи концепции с много по-високи разработки и повтарящи се системни разходи.
Ефективният ISRU изисква както системи за химическа обработка, така и надеждни източници на енергия, за които космическите ядрени системи предлагат най-голямо обещание. Ето защо горещо приветстваме администрацията за нейния проект Prometheus за създаване на такива космически ядрени системи. Въпреки това отбелязваме, че досега единствените приложения, разгледани от НАСА за нейните космически ядрени системи, са мощност на космически кораби и ядрено електрическо задвижване (NEP). Без да отхвърляме важната стойност на НЕП за роботизирани мисии на външна слънчева система и други мисии, включващи големи промени в скоростта, предприети в удължени времеви рамки, отбелязваме, че размерът на NEP единиците, необходими за осигуряване на задвижване за човешки мисии за разследване, е от порядъка на 10 000 киловата. За разлика от това, когато се използва за производство на химически горива на планетни повърхности, необходимите размери на реактора за подпомагане на човешкото изследване се намаляват до около 100 киловата. Това е така, защото много по-малък реактор, разположен на планетарна повърхност, при което горивото може да излъчва енергия за дълъг период от време преди полета, да го съхранява като химическо гориво, което след това може да освободи енергията толкова бързо, колкото е необходимо при полетни условия. Масовите ливъридж на мисията, постигнати от такива поддържани от ISRU възможности за химическо задвижване, са по-големи от предлаганите от NEP, докато при мисии на вътрешна слънчева система времето на полета е по-малко (два порядъка по-малко за лунните приложения). В допълнение, поддържаните от ISRU химически системи могат да се използват не само за орбитален пренос, но и за планетарно изкачване.
Следователно, докато космическата ядрена енергия дава възможност за ISRU, именно ISRU значително намалява разходите и увеличава стойността на космическата ядрена енергия в подкрепа на изследването на човека. Следователно двете технологии трябва да се преследват паралелно и да се приложи подходяща част от бюджета на Прометей за привеждане на приложения на ISRU за космическа ядрена енергия в състояние на полет и за подкрепа на роботизирани мисии, демонстриращи такава технология на Луната и Марс.
Освен това в програмата „Прометей“ трябва да се впишат изисквания, за да се гарантира, че разработените електроенергийни системи са съвместими за работа на повърхността на Луната и Марс, тъй като използването им на планетарната повърхност за производство на горива и консумативи представлява най-изгодният метод на използвайки ги за подпомагане на краткосрочното изследване на човешкото пространство и тяхната сила е необходима на повърхността, за да подкрепят базовите операции във всеки случай.
Както технологията ISRU, така и разработването на усилватели на тежки асансьори следва да бъдат основни приоритети на усилията на Code T през непосредствения период.
Други системи трябва да бъдат разработени със сходна загриженост за максимална обща хардуерност и технологии в лунни приложения и приложения на Марс.
Политически последици
Влакът от събития, задвижван от новата космическа политика, ще създаде точка за решение около 2009 г., която ще предложи три алтернативи за бъдещи действия. Това са;
1. Администрацията от 2009 г. може да избере изцяло да прекрати програмата Луна / Марс и просто да използва екипажа за проучване на екипажа (CEV) като капсула, пусната на върха на консумативи като начин за продължаване на посещението на МКС. Това би довело до разширена ISS-програма от тип Mir, проведена на по-ниска цена от възможна с използване на изстрелвания на Shuttle, но без видима цел. Това би довело до стагнация в космоса за колкото и дълго време да е имало такова програмно решение и вероятна ретрогресия на тежкотоварната система, ISRU и други програми, необходими за изследване на човека.
2. Администрацията от 2009 г. може да реши да продължи в съответствие с идеята за изграждане на лунна база, като се започне от 2020 г., без да се притеснява за мисията на Марс, освен да отправя твърдения, че лунният опит без съмнение ще бъде полезен по-късно, когато другите обмислят да отидат на Марс. Това би довело до разработването на най-вече несъвместим хардуер на лунната програма (с изключение на бустера), което налага да се започне разработването на цял нов хардуерен комплект около 2030 г. или евентуално 2040 г., предвид бюджетните затруднения, които би създала такава самостоятелна лунна програма, което прави вероятно първото кацане на Марс да не се случи преди средата на 21 век. Като алтернатива, предвид ограничения интерес, осигурен от многократни тупикови лунарни експедиции, програмата може просто да изтече.
3. Администрацията от 2009 г. може да реши да стартира програма „Човек до Марс“, като целта е да достигне Марс до десет години, с експедиции до Луната, като използва модифициран подмножество на апаратите за полет на Марс, започващи около 7-та година на програмата. Защото само един хардуерен комплект би трябвало да бъдат разработени вместо две, и тъй като в аерокосмическите разходи разходите са равни на хората време, това представлява много по-нисък разходен подход за постигане на целите, заложени в новата космическа политика, отколкото алтернатива (б). Нещо повече, това е единственият подход, който ще доведе до изследователи на хора, които ходят на Марс в рамките на работния живот на всеки възрастен днес.
Следователно е наложително всеки, който желае да види човешкото изследване на Марс да стане реалност, да направи всичко възможно, за да се бори за смелия курс, представен от вариант В. В лабораториите и инженерните организации, в пресата, в класната стая и в стаята на комисиите, в Арктика и в пустинята, в залите на конгреса и във всяко място на обществено мнение, вариращо от книги и технически документи до интернет групи за новини и разговори за късно през нощта, всяка от тях ще трябва да играе своята роля.
Вратата беше отворена и битка на идеи, които ще определят формата на човешкото бъдеще за много години напред, сега наистина се присъедини. Докъде ще доведе това зависи от нас. Съвпадащите визии, които преди две седмици бяха просто хипотетични дебати сред космическите активисти, сега навлязоха в центъра на политическия дискурс. Приветстваме предизвикателството. Защото тъй като разумът е наше свидетелство и смелостта е нашето ръководство, ние ще надделеем.
Оригинален източник: News Society Release
