Što je novo u novoj svemirskoj utrci?

Oglas

2015. je i prostor je opet cool.

SpaceX je pomladio zanimanje javnosti za svemir i već planira misiju na Mars. Forbes radi profile na početak rudarenja asteroida. Koalicija privatnih tvrtki su izgradnju svemirske luke u Novom Meksiku. To je najuzbudljivije razdoblje za istraživanje svemira od posljednje misije na Mjesec 1972.

Tijekom te misije, astronaut Eugene Cernan završio je posljednju mjesečevu šetnju čovječanstva ovim riječima:

“Dok činim posljednje čovjekove korake s površine […] Želio bih samo navesti ono što vjerujem da će povijest zabilježiti: da je američki izazov današnjice iskovao čovjekovu sudbinu sutrašnjice. I, dok napuštamo Mjesec u Taurus Littrowu, odlazimo kako dolazimo i, ako Bog da, kad se vratimo, s mirom i nadom za cijelo čovječanstvo. Svaka čast posadi Apolla 17.”

U 43 godine otkako je izgovorio te riječi, dogodilo se mnogo toga. Sovjetski Savez je pao. Eksplodirala je kompjuterska tehnologija. Concorde je došao i otišao. Ali, nikada se nismo vratili na Mjesec. Zapravo, ljudi nisu izašli iz niske Zemljine orbite otkako se Apollo 17 vratio.

Poslali smo neke sonde i spustili robote na Mars. Napravili smo shuttle i ISS. Ništa od toga nije revolucionarno. Prva raketa koja je stigla do niske Zemljine orbite to je učinila 1961. godine. Prva "uspješna" sonda na Mars sletjela bi desetljeće kasnije 1971. Prva svemirska stanica podignuta je 1971. Nedostatak inovacija ugušio je interes javnosti za svemir i ubio svemirsku operu kao žanr.

Što je pošlo po zlu? Što se dogodilo NASA-i? I što se sada mijenja? Vratimo sat unatrag.

Odredište: Stagnacija

Ne postoji način ispričati ovu priču bez davanja glavne uloge NASA-inom proračunu (ili, bolje rečeno, nedostatak iste). Evo grafikona NASA-inog budžeta od ere Apolla.

Jasno je da je došlo do nekih rezova. Kako je hladni rat jenjavao do ranih 70-ih, postalo je jasno da su strahovi od komunističke tehnološke superiornosti prenapuhani. Narativ svemirske utrke se raspao, a isto tako i javna podrška skupom programu Apollo. Kako je rat u Vijetnamu već išao loše, Nixon je odlučio tiho otkazati nekoliko posljednjih misija i okončati Apollo. Na neki način, to je bio plan od početka.

Godine 1968. George Trimble, zamjenik direktora NASA-inog Centra za svemirske letjelice s ljudskom posadom (MSC) poslao dopis zahtijevajući da program Apollo ima konačnu duljinu i dobro definiranu krajnju točku.

“[…] da se ostvarenje prvog slijetanja na Mjesec i siguran povratak posade definira kao kraj programa Apollo. To će dati jasan završetak koji će svi razumjeti i bit će program s minimalnim troškovima. Program istraživanja Mjeseca, ili bilo koji naziv koji je odabran, imat će definiranu cjelinu [sic] i mogu se planirati i braniti kao cjelina. Time ćete izbjeći odvlačenje programa Apollo do loše definiranog završetka. .”

Pretpostavljalo se da će program Apollo biti praćen putovanjem na Mars, odnosno dugoročnu bazu na Mjesecu. Umjesto toga, nakon smanjenja financiranja, donesena je odluka o prelasku na istraživanje orbitalnog svemira, uključujući izgradnju velike svemirske stanice. Mnogo je promatrača krivnju za trenutnu stagnaciju u svemiru svalilo na noge kratkovidnih regulatora koji štede novac. Ovo je narativ koji bih želio osporiti.

Iako je NASA-ino smanjenje proračuna bilo čimbenik u padu američkog istraživanja svemira, to je daleko od cijele priče. Velik dio krivnje leži na samoj NASA-i. Izgubio je fokus i postao upleten u skupe tehnološke slijepe ulice.

Razmislite o ovome: od ere Apolla, NASA-in proračun je pao oko 50% - ali to nije šokantno.

Osnovni istraživački i razvojni napori na raketama apsorbirali su veliki dio dodatnog novca. Nakon toga je obavljeno istraživanje i razvoj za Saturn V, svako lansiranje na Mjesec koštalo je samo 375 milijuna dolara 1970. (oko 2,5 milijardi dolara u dolarima iz 2015.). NASA-in moderni proračun od otprilike 15 milijardi dolara dovoljan je za održavanje redovitih misija na Mjesec, ako bi to bio prioritet.

Suprotno uvriježenom mišljenju - ograničavajući faktor nije financijski.

Ako vas misija na Mjesec ne uzbuđuje, što s? Mars Direct? Pomno planirana osnovna arhitektura za misiju s posadom na Mars i natrag koštala bi oko $50 milijardi. Ako je NASA pet godina posvetila perspektivi, to je daleko od dosega.

Dakle, sada kada vidimo što smo mogli kupiti... što smo umjesto toga učinili s novcem?

Postaje i šatlovi

Razgovarajmo o ISS-u.

ISS je subvencioniran širenjem među mnogim zemljama, od kojih bi sve imale koristi od PR-a i istraživanja koje je generirao. The raščlamba troškova prosvjetljujuće.

SAD su potrošile 72,4 milijarde dolara na izgradnju svojih dijelova postaje i još 50,4 milijarde dolara da bi je podigle u orbitu, uz ukupni trošak od 120,8 milijardi dolara. Ulaganja Rusije, Japana, EU-a i Kanade zajedno iznose samo 24 milijarde dolara. Toliko o 'širenju troškova'

Koliko je ISS učinkovit u usporedbi s prošlim svemirskim stanicama?

ISS je oštar odmak od prošlih svemirskih stanica. Izgrađena je od manjih modula u složenijoj konfiguraciji od prethodnih "jednosobnih" stanica. Ovo je zanimljiva tehnologija, ali skupa.

Lansirana odmah nakon završetka programa Apollo, naša prva postaja (“Skylab”) koštala je 10 milijardi dolara u modernim dolarima za izgradnju. Imao je unutarnji volumen od oko 360 metara kubno. ISS je koštao oko 150 milijardi dolara s volumenom od 907 kubičnih metara. SAD je mogao potrošiti 30 milijardi dolara i lansirati tri modula veličine Sky laboratorija i izgraditi stanicu veću od ISS-a za manje od četvrtine troškova. Preostalih 90 milijardi dolara moglo bi platiti put na Mars i dvadeset misija na Mjesec.

Uzmite u obzir sam svemirski šatl — najvidljiviji oblik istraživanja svemira od programa Apollo. NASA je vjerovala da bi izgradnjom svemirskog aviona za višekratnu upotrebu bilo moguće smanjiti troškove premještanja ljudi i tereta u nisku Zemljinu orbitu.

Svemirski zrakoplovi bili su kolosalan neuspjeh u smislu smanjenja troškova lansiranja - dodana masa i složenost više nego izbrišu sve prednosti ponovne upotrebe. Jednokratna vozila starog stila poput ruskog Protona koštaju oko 2300 dolara po funti tereta. Transfer košta oko 8000 dolara po funti, što je više nego trostruko više.

Što je još gore, složeni toplinski štit i potreba za sekundarnim pojačivačima učinili su shuttle opasnim kao svemirska vozila. Od pet šatlova, dva su eksplodirala, i 1,5% misija završio sa smrtnim slučajevima.

Neuspjeh Shuttlea kao mjere za uštedu morao je biti jasan u ranoj fazi projektiranja, ali NASA je nastavila, izvodeći program shuttlea od 1981. do 2011. To su tri desetljeća užasnog otpada. Trošak programa shuttle 209 milijardi dolara. Ušteđeni novac samo korištenjem vozila koja smo već imali do sada bi iznosio više od 100 milijardi dolara. To je dovoljno da dvaput odete na Mars i natrag, stavite čizme na tlo na crvenom planetu kako biste odgovorili na temeljna pitanja o podrijetlu života.

NASA je došla do ideje da je program shuttlea bio pogreška. 2005. šef NASA-e Michael Griffin rekao je za USA Today

“Sada je općeprihvaćeno da to nije bio pravi put […] Sada pokušavamo promijeniti put, a da pritom napravimo što manje štete.”

Što bi bilo moguće bez shuttle programa?

Uzmite u obzir SpaceX-ovo vozilo Dragon, modernizaciju tradicionalnijih dizajna raketa. Dragon V1 može nositi 13,228 funti tereta, po neto trošku oko 13 milijuna dolara, ili nešto manje od 1000 dolara po funti - osam puta manje od shuttlea i manje od polovice cijene starog Protona. Ovo je vozilo koje se razvija tek nekoliko godina, a stvoreno je na malom djeliću NASA-inog budžeta. Očekuje se da će sljedeća iteracija, Dragon V2, koja će se moći višekratno koristiti, znatno dalje sniziti cijenu (možda ispod 500 dolara po funti).

Dragon V2 koristit će jednostavnu i robusnu kapsulu za ponovno ulazak u obliku kapljice gume kakvu koristi sve, od programa Gemini do Soyuza. Inovacija je korištenje malih raketa kako bi se kapsuli omogućilo kontrolirano slijetanje umjesto splashdown, što je značajka koju su uveli s prototipom "skakavac". Ovo je puno jednostavnije od pokušaja izgradnje svemirskog aviona, a vjerojatno i daleko jeftinije.

Zajednička tema ovdje bi se mogla nazvati “lažni napredak”. NASA je potrošila nevjerojatnu količinu novca u potrazi za tehničkim "napredcima" koji nisu bili poboljšanja. Svemirski avioni i modularna svemirska staništa nisu dobre ideje u stvarnom svijetu.

Možda je jedan problem što NASA nema ispravljajući utjecaj tržišnih pritisaka. Tržišne snage nastoje eliminirati ovu vrstu otpada, jer pobjeđuju konkurenti s boljom, jeftinijom tehnologijom. Na uspješnom tržištu istraživanja svemira, svemirski avioni bi ostali zaboravljena fusnota, Nintendo Virtual Boy 4 Nintendo proizvoda koji su bili daleko ispred svog vremenaNintendo je oduvijek bio inovativna tvrtka, ali čak su i njihovi manje poznati proizvodi bili ispred svog vremena. Čitaj više lansirnih vozila.

NASA je također podložna političkim pritiscima kratkovidne vrste. Svemirski avioni izgled poput budućnosti ako ste političar koji nikada nije pohađao tečaj inženjerstva. Možda mogu zamisliti svoje unuke kako se jednog dana popnu na jedan u zračnoj luci, pa proguraju program preko pritužbi inženjera. Izgradnja svemirske stanice u suradnji s četiri druge nacije zvuči kao sjajna ideja, pod uvjetom da ste političar kojeg više zanimaju naslovi nego znanost. NASA u posljednjih četrdeset godina živopisan je primjer onoga što se događa kada dopustite politici da zauzme mjesto znanstvene razboritosti.

Tko je ubio svemirsku operu?

Ljudi emocionalno reagiraju na kritike NASA-e. Dopustite mi da pojasnim da ova kritika ne dolazi iz mržnje prema istraživanju svemira. Nisam uznemiren zbog poreznog opterećenja koje nameće NASA, a koje je minimalno. Uznemiren sam što ne dobivamo ni približno onoliko istraživanja svemira koliko bismo mogli biti za novac koji trošimo. Neki lijepi i fascinantne stvari Doživite istraživanje svemira u 3D u NASA VisualizationsJeste li kolega istraživač svemira? Da ste imali priliku iskusiti kako je biti astronaut, ili čak jedan od mnogih ekipa tehničke podrške koja podržava istraživanje svemira, biste li... Čitaj više izašao je iz programa ISS-a i shuttlea. Samo je tužno pomisliti na ono što je moglo biti.

Nedavna eksplozija svemirskog napretka dolazi, ne od NASA-e, već od nekoliko malih, privatnih tvrtki sa snažnim profitnim motivom za smanjenje troškova i ideološkom predanošću cilju pristupačnog prostora istraživanje.

SpaceX je skinuo sav PR sjaj je uzbudljivo Elon Musk vs. Richard Branson: Utrka za jeftinim satelitskim internetomViše od četiri milijarde ljudi nema pristup internetu. Kako to popraviti? Odgovor leži iznad naših glava... Čitaj više . Njegov osnivač i vlasnik, Elon Musk, smatra ga herojski napor zaštititi čovječanstvo od izumiranja.

“Smiješno je, ne vole svi ljudskost. Bilo eksplicitno ili implicitno, čini se da neki ljudi misle da su ljudi mrlja na površini Zemlje. Kažu stvari poput: „Priroda je tako divna; uvijek je bolje na selu gdje nema ljudi.” Oni impliciraju da su čovječanstvo i civilizacija manje dobri od njihove odsutnosti. Ali ja nisam u toj školi. Mislim da smo dužni održavati svjetlo svijesti, kako bismo bili sigurni da se ono nastavlja i u budućnosti.”

Musk je tek najnoviji nositelj ove filozofije istraživanja svemira. Znanstvenici su istraživanje svemira vidjeli kao moralni imperativ stotinama godina. Godine 1610. Kepler je pisao Galileju o mogućnosti ljudskog putovanja na nedavno otkrivene druge planete Sunčevog sustava.

“Stvorimo plovila i jedra prilagođena nebeskom eteru i bit će puno ljudi koji se neće bojati prazne pustoši. U međuvremenu ćemo pripremiti, za hrabre putnike nebom, karte nebeskih tijela.”

To je san koji je vodio Galilea, Wernera Von Brauna i Elona Muska - i to je san koji se konačno počinje ostvarivati. Danas privatne svemirske tvrtke protežu granice mogućeg. Interes javnosti za prostor jasno postoji Možemo li pridonijeti istraživanju svemira? Ovih 7 online alata govori da možemoŠto je s čovjekom na pločniku? Srednjoškolac u nastavi prirodoslovlja? Majka koja je jednom sanjala da se obuče za let u svemir? Hoće li snovi ostati takvi ili mogu doprinijeti... Čitaj više , a kako bum dokazuje — tako i novac. Ono što je potrebno jest politička i institucionalna volja za preuzimanjem velikih rizika bez gubljenja praktičnosti iz vida. To će uključivati ​​napuštanje nekih manje ambicioznih projekata koji su već u tijeku, što će biti kontroverzno.

Također će se isplatiti. Ovdje je mnogo toga u igri: ako dopustimo da novi svemirski bum nestane, čeka nas još desetljeća retardirane znanosti, ispraznih projekata, bačenog novca i protraćenih ambicija.

Ne mogu zamisliti ništa depresivnije.

Zasluge za slike: NASA Space Shuttle Endeavour, Andrew Adams, Dijagram sovjetskog svemirskog šatla, Steve Jurvetson, MAČKE Instalirane na ISS-u, od GSFC-a, Istočna obala SAD-a noću s ISS-a, NASA-in opservatorij Zemlje, Mjesečeva sjena od Jamesa Jordana, Panorama istočnog kratera Apolla 11 od GSFC-a, crveni zmaj od strane SpaceX-a, SpaceX Dragon od Kevina Gilla