Čo je nové o nových vesmírnych pretekoch?

Reklama

Je rok 2015 a vesmír je opäť cool.

SpaceX omladila verejný záujem o vesmír a už plánuje misiu na Mars. Forbes robí profily na startupy s ťažbou asteroidov. Koalícia súkromných spoločností je budovanie kozmodrómu v Novom Mexiku. Je to najvzrušujúcejšie obdobie pre prieskum vesmíru od poslednej misie na Mesiac v roku 1972.

Počas tejto misie astronaut Eugene Cernan ukončil poslednú mesačnú prechádzku ľudstva týmito slovami:

„Keď robím posledné kroky človeka z povrchu […], rád by som len vymenoval to, čo verím, že história zaznamená: že dnešná americká výzva vytvorila osud človeka zajtrajška. A keď opúšťame Mesiac v Taurus Littrow, odchádzame tak ako prichádzame a ak Boh dá, keď sa vrátime, s pokojom a nádejou pre celé ľudstvo. Godspeed posádka Apolla 17."

Za 43 rokov, odkedy vyslovil tieto slová, sa toho veľa udialo. Sovietsky zväz padol. Počítačová technika explodovala. Concorde prišiel a odišiel. Nikdy sme sa však nevrátili na Mesiac. V skutočnosti sa ľudia od návratu Apolla 17 nedostali z nízkej obežnej dráhy Zeme.

Poslali sme niekoľko sond a pristáli roboty na Marse. Postavili sme raketoplán a ISS. Nič z toho nie je prelomové. Prvá raketa, ktorá dosiahla nízku obežnú dráhu Zeme, to urobila v roku 1961. Prvá „úspešná“ sonda Mars by pristála o desaťročie neskôr v roku 1971. Prvá vesmírna stanica vyletela v roku 1971. Nedostatok inovácií udusil záujem verejnosti o vesmír a zabil vesmírnu operu ako žáner.

Čo sa pokazilo? Čo sa stalo s NASA? A čo sa teraz mení? Natočme hodiny späť.

Cieľ: Stagnácia

Neexistuje spôsob, ako povedať tento príbeh bez toho, aby ste rozpočtu NASA (alebo skôr jeho nedostatku) pridelili hlavnú úlohu. Tu je graf rozpočtu NASA od éry Apolla.

Je zrejmé, že došlo k určitým obmedzeniam. Keď sa studená vojna začiatkom 70. rokov vytratila, bolo jasné, že obavy z komunistickej technologickej prevahy boli prehnané. Rozprávanie o vesmírnych pretekoch sa rozpadlo a s ním aj verejná podpora drahého programu Apollo. Keďže vojna vo Vietname už prebiehala zle, Nixon sa rozhodol potichu zrušiť niekoľko posledných misií a ukončiť Apollo. V niektorých ohľadoch to bol plán od začiatku.

V roku 1968 George Trimble, zástupca riaditeľa strediska NASA pre pilotované kozmické lode (MSC) poslal poznámku požaduje, aby mal program Apollo konečnú dĺžku a dobre definovaný koncový bod.

„[...] aby bolo uskutočnenie prvého pristátia na Mesiaci a bezpečný návrat posádky definovaný ako koniec programu Apollo. To poskytne ostrý koniec, ktorý každý pochopí a bude to program s minimálnymi nákladmi. Lunar Exploration Program, alebo akýkoľvek zvolený názov, bude mať definovateľný celok [sic] a dá sa plánovať a brániť ako jednotka. Vyhnete sa tak tomu, že sa program Apollo pretiahne k nesprávne definovanému ukončeniu. .”

Predpokladalo sa, že po programe Apollo bude nasledovať cesta na Mars alebo dlhodobú mesačnú základňu. Namiesto toho sa po znížení financií rozhodlo o prechode na orbitálny prieskum vesmíru vrátane výstavby veľkej vesmírnej stanice. Množstvo pozorovateľov zvalilo vinu za súčasnú vesmírnu stagnáciu na nohy krátkozrakých, centy štipľavých regulátorov. Toto je príbeh, ktorý by som chcel spochybniť.

Zatiaľ čo zníženie rozpočtu NASA bolo faktorom poklesu amerického prieskumu vesmíru, nie je to ani zďaleka celý príbeh. Veľkú časť viny nesie samotná NASA. Stratilo zameranie a zaplietlo sa do drahých technologických slepých uličiek.

Zvážte toto: Od éry Apolla rozpočet NASA klesol asi 50% - ale to nie je šokujúce.

Základné úsilie v oblasti výskumu a vývoja rakiet pohltilo veľkú časť peňazí navyše. Potom sa uskutočnil výskum a vývoj pre Saturn V, náklady na štart každého mesiaca len 375 miliónov dolárov v roku 1970 (asi 2,5 miliardy dolárov v dolároch roku 2015). Moderný rozpočet NASA vo výške približne 15 miliárd dolárov je dosť na udržanie pravidelných misií na Mesiac, ak by to bolo prioritou.

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia - limitujúci faktor nie je finančný.

Ak vás misia na Mesiac nevzrušuje, čo s tým? Mars Direct? Starostlivo naplánovaná architektúra s holou kosťou pre misiu s ľudskou posádkou na Mars a späť by stála asi $50 miliárd. Ak NASA venovala vyhliadke päť rokov, nie je ani zďaleka mimo dosahu.

Takže, teraz, keď vidíme, čo sme si mohli kúpiť... čo sme namiesto toho urobili s peniazmi?

Stanice a kyvadlová doprava

Poďme hovoriť o ISS.

ISS bola dotovaná jej rozšírením medzi mnohé krajiny, z ktorých všetky by profitovali z PR a výskumu, ktorý vytvorila. The rozpis nákladov sú poučné.

USA minuli 72,4 miliardy dolárov na výstavbu svojich častí stanice a 50,4 miliardy dolárov viac na jej zdvihnutie na obežnú dráhu, čo predstavuje celkové náklady 120,8 miliardy dolárov. Investície Ruska, Japonska, EÚ a Kanady spolu dosahujú len 24 miliárd USD. Toľko k „rozloženiu nákladov“

Aká efektívna je ISS v porovnaní s minulými vesmírnymi stanicami?

ISS je prudkým odklonom od minulých vesmírnych staníc. Skladá sa z menších modulov v zložitejšej konfigurácii ako predchádzajúce „jednopriestorové“ stanice. Je to zaujímavá technológia, ale drahá.

Naša prvá stanica („Skylab“) stála hneď po ukončení programu Apollo 10 miliárd dolárov v moderných dolároch postaviť. Mal vnútorný objem asi 360 metrov kubických. ISS stála približne 150 miliárd dolárov s objemom 907 metrov kubických. USA mohli minúť 30 miliárd dolárov a spustiť tri moduly veľkosti Sky-lab a postaviť stanicu väčšiu ako ISS za menej ako štvrtinu nákladov. Zvyšných 90 miliárd dolárov mohlo zaplatiť cestu na Mars a dvadsať misií na Mesiac.

Zoberme si samotný raketoplán - najviditeľnejšiu formu prieskumu vesmíru od programu Apollo. NASA verila, že postavením opakovane použiteľného vesmírneho lietadla by bolo možné znížiť náklady na presun ľudí a nákladu na nízku obežnú dráhu Zeme.

Vesmírne lietadlá boli obrovským zlyhaním, pokiaľ ide o zníženie nákladov na štart – pridaná hmotnosť a zložitosť viac než vymazali všetky výhody opätovného použitia. Jednorazové vozidlá starého typu, ako je ruský Proton, stoja asi 2300 dolárov za libru nákladu. Kyvadlová doprava stojí asi 8 000 dolárov za libru, čo je viac ako trojnásobok nákladov.

Čo je horšie, zložitý tepelný štít a potreba sekundárnych zosilňovačov spôsobili, že raketoplán bol nebezpečný ako vesmírne vozidlá. Z piatich raketoplánov dva explodovali a 1,5 % misií skončili smrteľne.

Zlyhanie raketoplánu ako opatrenia na úsporu nákladov muselo byť jasné už na začiatku procesu navrhovania, ale NASA pokračovala a spustila program raketoplánu od roku 1981 do roku 2011. To sú tri desaťročia hrozného plytvania. Program kyvadlovej dopravy stojí 209 miliárd dolárov. Ušetrené peniaze len pomocou vozidiel, ktoré sme už mali už by to bolo viac ako 100 miliárd dolárov. To stačí na to, aby ste sa dostali dvakrát na Mars a späť a položili topánky na zem na červenú planétu, aby ste odpovedali na základné otázky o pôvode života.

NASA dospela k názoru, že program raketoplánu bol chybou. V roku 2005 šéf NASA Michael Griffin povedal USA Today

„Teraz sa všeobecne uznáva, že to nebola správna cesta […] Teraz sa snažíme zmeniť cestu a zároveň narobiť čo najmenšie škody.“

Čo by bolo možné bez programu raketoplánov?

Zvážte vozidlo Dragon od SpaceX, modernizáciu tradičnejších dizajnov rakiet. Dragon V1 môže niesť 13,228 libier nákladu pri čistých nákladoch približne 13 miliónov dolárovalebo o niečo menej ako 1 000 dolárov za libru - osemkrát menej ako raketoplán a menej ako polovica nákladov na starý Proton. Toto je vozidlo, ktoré bolo vo vývoji len niekoľko rokov a bolo vytvorené s malým zlomkom rozpočtu NASA. Očakáva sa, že ďalšia iterácia, Dragon V2, ktorý bude opätovne použiteľný, zníži cenu oveľa ďalej (možno až pod 500 dolárov za libru).

Dragon V2 bude používať jednoduchú a robustnú re-entry kapsulu v tvare kvapky, akú používa všetko od programu Gemini po Sojuz. Inováciou je použitie malých rakiet, ktoré umožňujú kapsule vykonať kontrolované pristátie namiesto splashdown, čo je funkcia, ktorú propagovali s prototypom „kobylky“. Je to oveľa jednoduchšie ako pokus o stavbu vesmírneho lietadla a pravdepodobne oveľa lacnejšie.

Spoločná téma by sa tu mohla nazývať „falošný pokrok“. NASA minula neuveriteľné množstvo peňazí na technické „pokroky“, ktoré neboli vylepšeniami. Vesmírne lietadlá a modulárne vesmírne biotopy nie sú v skutočnom svete dobré nápady.

Jedným problémom je možno to, že NASA nemá korigujúci vplyv trhových tlakov. Trhové sily majú tendenciu eliminovať tento druh plytvania, keďže víťazia konkurenti s lepšou a lacnejšou technológiou. Na prosperujúcom trhu prieskumu vesmíru by vesmírne lietadlá zostali zabudnutou poznámkou pod čiarou Nintendo Virtual Boy 4 produkty Nintendo, ktoré výrazne predbehli svoju dobuNintendo bolo vždy inovatívnou spoločnosťou, no aj ich menej známe produkty predbehli dobu. Čítaj viac nosných rakiet.

NASA je tiež zraniteľná voči politickým tlakom krátkozrakého druhu. Vesmírne lietadlá pozri ako budúcnosť, ak ste politik, ktorý nikdy neabsolvoval inžiniersky kurz. Možno si vedia predstaviť, že ich vnúčatá jedného dňa vylezú na palubu jedného na letisku, a tak posúvajú program cez sťažnosti inžinierov. Postaviť vesmírnu stanicu v spolupráci so štyrmi ďalšími národmi znie ako skvelý nápad, za predpokladu, že ste politik, ktorého viac ako veda zaujímajú titulky. NASA za posledných štyridsať rokov je názorným príkladom toho, čo sa stane, keď necháte politiku nahradiť vedeckú obozretnosť.

Kto zabil vesmírnu operu?

Ľudia reagujú emocionálne na kritiku NASA. Dovoľte mi objasniť, že táto kritika nepochádza z nenávisti k prieskumu vesmíru. Nie som naštvaný daňovým zaťažením zo strany NASA, ktoré je minimálne. Som naštvaný, že za peniaze, ktoré míňame, nedostávame ani zďaleka toľko prieskumu vesmíru, koľko by sme mohli mať. Niektoré krásne a fascinujúce veci Zažite prieskum vesmíru v 3D na vizualizáciách NASASte kolegom vesmírnym prieskumníkom? Ak by ste mali možnosť zažiť, aké to je byť astronautom, alebo dokonca jedným z mnohých členov technickej podpory, ktorí podporujú prieskum vesmíru,... Čítaj viac vyšiel z programov ISS a raketoplánov. Je smutné pomyslieť na to, čo mohlo byť.

Nedávny výbuch vesmírneho pokroku neprichádza od NASA, ale od hŕstky malých súkromných spoločností so silným ziskovým motívom znižovať náklady a ideologickou oddanosťou veci cenovo dostupného priestoru prieskum.

SpaceX sa zbavilo všetkého PR pozlátka je vzrušujúce Elon Musk vs. Richard Branson: Závod o lacný satelitný internetViac ako štyri miliardy ľudí nemá prístup k internetu. Ako to napravíme? Odpoveď leží nad našimi hlavami... Čítaj viac . Jeho zakladateľ a majiteľ Elon Musk to považuje za hrdinské úsilie chrániť ľudstvo pred vyhynutím.

„Je to zábavné, nie každý miluje ľudskosť. Zdá sa, že či už explicitne alebo implicitne, niektorí ľudia si myslia, že ľudia sú pohromou na zemskom povrchu. Hovoria veci ako: „Príroda je taká úžasná; veci sú vždy lepšie na vidieku, kde nie sú žiadni ľudia.“ Naznačujú, že ľudstvo a civilizácia sú menej dobré ako ich absencia. Ale nie som v tej škole. Myslím si, že máme povinnosť udržiavať svetlo vedomia, aby sme sa uistili, že bude pokračovať aj v budúcnosti.“

Musk je len najnovším nositeľom tejto filozofie prieskumu vesmíru. Vedci už stovky rokov považujú prieskum vesmíru za morálny imperatív. V roku 1610 napísal Kepler Galileovi o možnosti ľudskej cesty na nedávno objavené ďalšie planéty slnečnej sústavy.

„Vytvorme nádoby a plachty prispôsobené nebeskému éteru a bude veľa ľudí, ktorí sa neboja prázdnej pustiny. Medzitým pripravíme pre odvážnych cestovateľov mapy nebeských telies.“

To je sen, ktorý poháňal Galilea, Wernera Von Brauna a Elona Muska – a je to sen, ktorý sa konečne začína napĺňať. Súkromné ​​vesmírne spoločnosti dnes naťahujú hranice toho, čo je možné. Verejný záujem o vesmír jasne existuje Môžeme prispieť k prieskumu vesmíru? Týchto 7 online nástrojov hovorí, že môžemeA čo muž na chodníku? Stredoškolák na hodine prírodovedy? Matka, ktorá kedysi snívala o vystrojení sa na let do vesmíru? Zostanú sny také, alebo môžu prispieť k... Čítaj viac , a ako boom dokazuje — aj peniaze. Nevyhnutná je politická a inštitucionálna vôľa podstúpiť veľké riziko bez toho, aby sme stratili zo zreteľa praktickosť. To bude zahŕňať opustenie niektorých menej ambicióznych projektov, ktoré sú už v pohybe, čo bude kontroverzné.

Bude to tiež stáť za to. V stávke je veľa: ak dovolíme, aby nový vesmírny boom vyprchal, čakajú nás ďalšie desaťročia zaostalej vedy, márnomyseľných projektov, zbytočne vyhodených peňazí a premrhaných ambícií.

Neviem si predstaviť nič depresívnejšie.

Poďakovanie za obrázky: NASA Space Shuttle Endeavour, od Andrewa Adamsa, Schéma sovietskeho raketoplánu, Steve Jurvetson, CATS nainštalované na ISS, od GSFC, Východné pobrežie USA v noci z ISS, observatórium Zeme NASA, Tieň Mesiaca od Jamesa Jordana, Panoráma východného krátera Apollo 11 od GSFC, červený drak od SpaceX, SpaceX Dragon od Kevina Gilla