Что нового в новой космической гонке?

Реклама

Наступил 2015 год, и пространство снова стало крутым.

SpaceX восстановил общественный интерес к космосу и уже готовит миссию на Марс. Forbes делает профили на астероид горных стартапов. Коалиция частных компаний строительство космодрома в Нью-Мексико. Это самый захватывающий период для исследования космоса со времени последней миссии на Луну в 1972 году.

Во время этой миссии астронавт Юджин Сернан завершил последнюю лунную прогулку человечества следующими словами:

«Когда я делаю последние шаги человека с поверхности […], я хотел бы просто перечислить то, что, как я считаю, запечатлеть история: тот вызов, который Америка испытывает сегодня, сформировал судьбу человека завтрашнего дня. И, когда мы покидаем Луну в Тельце Литроу, мы уходим, когда мы приходим, и, если Бог даст, как мы вернемся, с миром и надеждой для всего человечества. Божественная скорость команды Аполлона-17.

За те 43 года, что он произнес эти слова, многое произошло. Советский Союз пал. Компьютерные технологии взорвались. Конкорд приходил и уходил. Но мы никогда не возвращались на Луну. На самом деле, люди не покидали низкую околоземную орбиту с тех пор, как вернулся Аполлон-17.

Мы отправили несколько зондов и посадили роботов на Марс. Мы построили шаттл и МКС. Ничто из этого не является новаторским. Первая ракета, которая достигла низкой околоземной орбиты, сделала это в 1961 году. Первый «успешный» марсианский зонд должен был приземлиться спустя десятилетие в 1971 году. Первая космическая станция была запущена в 1971 году. Отсутствие инноваций заглушило общественный интерес к космосу и убило космическую оперу как жанр.

Что пошло не так? Что случилось с НАСА? А что сейчас меняется? Давайте вернем часы назад.

Назначение: Застой

Невозможно рассказать эту историю, не сыграв главную роль в бюджете НАСА (или, скорее, в его отсутствии). Вот график бюджета НАСА со времен Аполлона.

Очевидно, что были некоторые сокращения. Когда холодная война ослабла к началу 70-х годов, стало ясно, что страх перед коммунистическим технологическим превосходством превзошел все ожидания. Рассказ о космической гонке развалился, как и общественная поддержка дорогой программы «Аполлон». Поскольку война во Вьетнаме уже идет плохо, Никсон решил спокойно отменить несколько последних миссий и покончить с Аполлоном. В некотором смысле, это был план с самого начала.

В 1968 году Джордж Тримбл, заместитель директора Центра пилотируемых космических кораблей НАСА (MSC) отправил записку запросить, чтобы программа Apollo имела конечную длину и четко определенную конечную точку.

«[…] Выполнение первой лунной посадки и безопасного возвращения экипажа должно быть определено как конец программы« Аполлон ». Это даст четкое окончание, понятное каждому, и станет программой с минимальными затратами. Программа исследования Луны, или какое-либо другое название, будет иметь определимое целое [так] и может планироваться и защищаться как единое целое. Это позволит избежать перетаскивания программы Apollo на неопределенное окончание. .”

Предполагалось, что за программой «Аполлон» последует путешествие на Марс или долгосрочную лунную базу. Вместо этого после сокращения финансирования было принято решение о переходе на орбитальные исследования космоса, включая строительство крупной космической станции. Множество наблюдателей возложили вину за нынешний космический застой на ноги недальновидных, сжимающих копейки регуляторов. Это рассказ, который я хотел бы оспорить.

В то время как сокращение бюджета НАСА явилось фактором сокращения освоения космоса в Америке, это далеко не вся история. Большая часть вины лежит на самом НАСА. Он потерял фокус и оказался втянутым в дорогие технологические тупики.

Подумайте об этом: начиная с эпохи Аполлона, бюджет НАСА упал на около 50% - но это не шокирует.

Основные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по ракетам поглотили большую часть дополнительных денег. После этого были проведены исследования и разработки для Saturn V, стоимость каждой луны всего 375 миллионов долларов в 1970 году (около 2,5 миллиарда долларов в 2015 году). Современный бюджет НАСА в размере около 15 миллиардов долларов достаточен для поддержания регулярных полетов на Луну, если бы это было приоритетом.

Вопреки распространенному мнению - ограничивающий фактор не финансовый.

Если лунная миссия вас не волнует, как насчет Марс Директ? Тщательно заложенная в бюджет голая архитектура для пилотируемой миссии на Марс и обратно обойдется примерно в $50 миллиардов. Если НАСА посвятило эту перспективу пять лет, это далеко не так.

Итак, теперь, когда мы видим, что мы могли бы купить... что мы вместо этого сделали с деньгами?

Станции и Шаттлы

Давайте поговорим о МКС.

МКС субсидировалась путем распространения ее среди многих стран, которые извлекли бы выгоду из пиара и проводимых им исследований. разбивка расходов просветляющие.

США потратили 72,4 миллиарда долларов на строительство своих участков станции и еще 50,4 миллиарда долларов, чтобы вывести ее на орбиту, на общую сумму 120,8 миллиарда долларов. Инвестиции России, Японии, ЕС и Канады в совокупности составляют всего 24 миллиарда долларов. Так много для "распределения стоимости"

Насколько эффективна МКС по сравнению с прошлыми космическими станциями?

МКС - это резкий отход от прошлых космических станций. Он состоит из более мелких модулей в более сложной конфигурации, чем предыдущие «однокомнатные» станции. Это интересная технология, но дорогая.

Запущенная сразу после окончания программы Apollo, наша первая станция («Скайлэб») стоила 10 миллиардов долларов в современных долларах строить. Он имел внутренний объем около 360 метров в кубе. МКС обошлась в 150 миллиардов долларов при объеме 907 кубометров. США могли бы потратить 30 миллиардов долларов и запустить три модуля размером с Sky-lab и построить станцию, большую, чем МКС, менее чем за четверть стоимости. Оставшиеся 90 миллиардов долларов могли бы заплатить за поездку на Марс и двадцать полетов на Луну.

Рассмотрим сам космический челнок - наиболее заметную форму освоения космоса со времен программы Apollo. НАСА полагало, что, создав космический самолет многократного использования, можно было бы снизить стоимость перемещения людей и грузов на низкую околоземную орбиту.

Космические самолеты потерпели колоссальный провал с точки зрения снижения затрат на запуск - дополнительная масса и сложность более, чем уничтожают любые преимущества повторного использования. Старые одноразовые машины, такие как «Русский протон», стоят около 2300 долларов за фунт груза. Стоимость трансфера составляет около 8000 долларов за фунт, что более чем в три раза превышает стоимость.

Хуже того, сложный теплозащитный экран и необходимость в дополнительных ускорителях сделали шаттл опасным для космических кораблей. Из пяти челноков два взорвались, и 1,5% миссий закончилась смертельным исходом.

Провал Шаттла в качестве меры экономии должен был быть очевиден на ранних этапах процесса проектирования, но НАСА продолжило работу, запустив программу шаттла с 1981 по 2011 год. Это три десятилетия ужасной траты. Стоимость трансферной программы 209 миллиардов долларов. Сэкономленные деньги просто с помощью транспортных средств у нас уже было будет более 100 миллиардов долларов к настоящему времени. Этого достаточно, чтобы дважды отправиться на Марс и обратно, положив ботинки на красную планету, чтобы ответить на фундаментальные вопросы о происхождении жизни.

НАСА пришло к выводу, что программа шаттла была ошибкой. В 2005 году руководитель НАСА Майкл Гриффин сказал США сегодня

«В настоящее время общепризнанно, что это был неправильный путь […]. Сейчас мы пытаемся изменить путь, нанося как можно меньше ущерба».

Что было бы возможно без челночной программы?

Рассмотрим корабль SpaceX Dragon, модернизацию более традиционных конструкций ракет. Дракон V1 может нести 13,228 фунтов груза, по себестоимости около 13 миллионов долларовили чуть менее 1000 долларов за фунт - в восемь раз меньше, чем шаттл, и меньше, чем половина стоимости старого Протона. Это транспортное средство, которое разрабатывалось всего несколько лет и было создано за небольшую долю бюджета НАСА. Ожидается, что следующая итерация, Dragon V2, которую можно будет использовать повторно, значительно снизит цену (возможно, до 500 долларов за фунт).

Dragon V2 будет использовать простую и надежную капсулу для повторного входа в форме жевательной резинки, которая используется всеми, от программы Gemini до Soyuz. Инновация заключается в использовании небольших ракет, позволяющих капсуле совершать контролируемую посадку вместо всплеска - особенность, которую они впервые применили в прототипе «кузнечика». Это гораздо проще, чем пытаться построить космический самолет, и, вероятно, гораздо дешевле.

Общую тему здесь можно назвать «ложным прогрессом». НАСА потратило огромное количество денег на технические достижения, которые не были улучшением. Космические самолеты и модульные космические среды обитания не являются хорошими идеями в реальном мире.

Возможно, одна из проблем заключается в том, что НАСА не оказывает корректирующего влияния на рыночное давление. Рыночные силы стремятся устранить этот вид отходов, так как конкуренты с лучшими и более дешевыми технологиями выигрывают. На процветающем рынке освоения космоса космические самолеты останутся забытой сноской, Nintendo Virtual Boy 4 продукта Nintendo, которые были далеко впереди своего времениNintendo всегда была инновационной компанией, но даже их менее известные продукты опережали свое время. Читать далее ракет-носителей.

НАСА также уязвимо для политического давления близорукого вида. Космические самолеты смотреть как будущее, если вы политик, который никогда не учился на инженера. Может быть, они могут представить своих внуков, которые однажды забираются на борт одного из них в аэропорту, поэтому они выдвигают программу из-за жалоб инженеров. Создание космической станции в сотрудничестве с четырьмя другими странами кажется отличной идеей, если вы являетесь политиком, который больше интересуется заголовками, чем наукой. НАСА последних сорока лет - яркий пример того, что происходит, когда вы позволяете политике занять место научной осторожности.

Кто убил космическую оперу?

Люди эмоционально реагируют на критику НАСА. Позвольте мне пояснить, что эта критика не исходит от ненависти к исследованию космоса. Я не расстроен налоговым бременем НАСА, которое минимально. Я расстроен тем, что мы не получаем столько космических исследований, сколько могли бы потратить на те деньги, которые тратим. Некоторые красивые и увлекательные вещи Опыт освоения космоса в 3D на визуализациях НАСАВы исследователь космоса? Если бы у вас была возможность испытать, каково это - быть космонавтом или даже одним из множества специалистов технической поддержки, которые поддерживают исследование космоса, вы бы ... Читать далее вышел из программы МКС и шаттла. Просто грустно думать о том, что могло бы быть.

Недавний взрыв космического прогресса идет не от НАСА, а от нескольких небольших частных компаний с сильной мотивацией к снижению затрат и идеологической преданностью делу доступного пространства исследование.

SpaceX лишен всего PR-блеска захватывающе Элон Маск против Ричард Брэнсон: гонка за дешевым спутниковым интернетомБолее четырех миллиардов человек не имеют доступа к Интернету. Как мы это исправим? Ответ лежит над нашими головами ... Читать далее . Его основатель и владелец Элон Маск рассматривает его как героическое усилие защитить человечество от вымирания.

«Забавно, не все любят человечество. В явном или неявном виде некоторые люди считают, что люди - это упадок на поверхности Земли. Они говорят что-то вроде: «Природа так прекрасна; В сельской местности, где нет людей, всегда лучше ». Они подразумевают, что человечество и цивилизация менее хороши, чем их отсутствие. Но я не в этой школе. Я думаю, что мы обязаны поддерживать свет сознания, чтобы он сохранялся в будущем ».

Мускус является лишь последним носителем этой философии освоения космоса. Ученые рассматривали освоение космоса как моральный долг в течение сотен лет. В 1610 году Кеплер написал Галилею о возможности путешествия человека на недавно обнаруженные другие планеты Солнечной системы.

«Давайте создадим сосуды и паруса, приспособленные к небесному эфиру, и будет много людей, которые не боятся пустых отходов. А пока мы подготовим для отважных путешественников неба карты небесных тел ».

Это мечта, которой руководили Галилей, Вернер фон Браун и Элон Маск - и эта мечта, наконец, начинает сбываться. Сегодня частные космические компании расширяют границы возможного. Общественный интерес в космосе явно существует Можем ли мы внести свой вклад в освоение космоса? Эти 7 онлайн-инструментов говорят, что мы можемКак насчет человека на тротуаре? Старшеклассник в классе науки? Мать, которая когда-то мечтала подготовиться к космическому полету? Будут ли такие мечты оставаться или они могут способствовать ... Читать далее и, как показывает бум - деньги тоже. Что необходимо, так это политическая и институциональная воля идти на большой риск, не упуская из виду практичность. Это будет связано с отказом от некоторых менее амбициозных проектов, которые уже находятся в движении, что будет спорным.

Это также будет полезно. Здесь многое поставлено на карту: если мы позволим сойти на нет новому космическому буму, нас ждут еще десятилетия запоздалой науки, тщеславных проектов, потраченных впустую денег и расточительных амбиций.

Я не могу представить ничего более удручающего.

Кредиты изображений: НАСА "Спейс шаттл"Эндрю Адамс, Схема советского космического челнокаСтив Джурветсон, CATS установлен на МКСпо GSFC, Восточное побережье США ночью с МКСЗемная обсерватория НАСА, Лунная тень Джеймсом Джорданом, Аполлон 11 Восток Кратер Панорама GSFC, Красный дракон по SpaceX, SpaceX Dragon Кевин Гилл