Mitä uutta uudessa avaruuskilpailussa?

Mainos

On vuosi 2015, ja avaruus on taas viileää.

SpaceX on herättänyt yleisön kiinnostusta avaruuteen ja suunnittelee jo Mars-matkaa. Forbes tekee profiileja asteroidikaivostoiminnan aloittaminen. Yksityisten yritysten koalitio on avaruuskentän rakentaminen New Mexicossa. Tämä on jännittävin avaruustutkimuksen aika sitten vuoden 1972 viimeisimmän Kuu-operaation.

Tuon tehtävän aikana astronautti Eugene Cernan päätti ihmiskunnan viimeisen kuukävelyn näillä sanoilla:

”Kun otan ihmisen viimeisiä askelia pinnalta […], haluaisin vain luetella sen, minkä uskon historian tallentavan: että Amerikan tämän päivän haaste on muokannut ihmisen tulevaisuuden kohtalon. Ja kun lähdemme Kuusta Taurus Littrow'ssa, lähdemme tullessamme ja, jos Jumala suo, palaamme rauhassa ja toivossa koko ihmiskunnalle. Godspeed Apollo 17:n miehistö."

Niiden 43 vuoden aikana, jotka hän sanoi nuo sanat, on tapahtunut paljon. Neuvostoliitto kaatui. Tietotekniikka räjähti. Concorde tuli ja meni. Emme kuitenkaan koskaan palanneet kuuhun. Itse asiassa ihmiset eivät ole olleet Matalan Maan kiertoradalla sen jälkeen, kun Apollo 17 palasi.

Olemme lähettäneet luotain ja laskeneet robotteja Marsiin. Rakensimme sukkulan ja ISS: n. Mikään niistä ei ole uraauurtavaa. Ensimmäinen raketti, joka saavutti Low Earth -kiertoradan, saavutti sen vuonna 1961. Ensimmäinen "onnistunut" Mars-luotain laskeutuisi alas kymmenen vuotta myöhemmin vuonna 1971. Ensimmäinen avaruusasema nousi vuonna 1971. Innovatiivisuuden puute tukahdutti yleisön kiinnostuksen avaruuteen ja tappoi avaruusoopperan genrenä.

Mikä meni vikaan? Mitä tapahtui NASA: lle? Ja mikä nyt muuttuu? Käännetään kelloa taaksepäin.

Kohde: Stagnaation

Tätä tarinaa ei voi kertoa antamatta pääroolia NASAn budjetille (tai pikemminkin sen puutteelle). Tässä on kaavio NASAn budjetista Apollon aikakaudelta.

On selvää, että leikkauksia on tehty. Kylmän sodan laantuessa 70-luvun alussa kävi selväksi, että pelko kommunistien teknologisesta ylivoimasta oli liioiteltu. Avaruuskilpailun tarina hajosi, ja niin myös julkinen tuki kalliille Apollo-ohjelmalle. Vietnamin sodan edetessä jo huonosti, Nixon päätti hiljaa peruuttaa viimeiset tehtävät ja lopettaa Apollon. Jollain tapaa tämä oli ollut suunnitelma alusta alkaen.

Vuonna 1968 George Trimble, NASAn miehitetyn avaruusaluskeskuksen (MSC) apulaisjohtaja. lähetti muistion pyytää, että Apollo-ohjelmalla on rajallinen pituus ja hyvin määritelty päätepiste.

"[…] että ensimmäinen laskeutuminen kuuhun ja miehistön turvallinen paluu määritellään Apollo-ohjelman päätteeksi. Tämä antaa terävän lopputuloksen, jonka kaikki voivat ymmärtää, ja se on pienin kustannusohjelma. Kuun tutkimusohjelmalla tai millä tahansa nimellä on määriteltävissä oleva kokonaisuus [sic] ja sitä voidaan suunnitella ja puolustaa yhtenä yksikkönä. Näin vältetään Apollo-ohjelman keskeytyminen huonosti määriteltyyn lopettamiseen. .”

Oletettiin, että Apollo-ohjelmaa seuraisi matka Marsiin tai pitkän aikavälin kuun tukikohtaan. Sen sijaan rahoitusleikkausten jälkeen päätettiin siirtyä kiertoradan avaruustutkimukseen, mukaan lukien suuren avaruusaseman rakentaminen. Monet tarkkailijat ovat syyttäneet nykyisestä tilan pysähtymisestä lyhytnäköisten, penniäkään puristavien säätimien jalkoihin. Tämä on kertomus, jonka haluan haastaa.

Vaikka NASAn budjettileikkaus oli tekijä amerikkalaisen avaruustutkimuksen laskussa, se on kaukana koko tarinasta. Suurin osa syyllisyydestä on NASA: lla itsellään. Se menetti keskittymisen ja joutui kalliisiin teknologisiin umpikujoihin.

Harkitse tätä: Apollon aikakaudesta lähtien NASAn budjetti on laskenut noin 50 % - mutta se ei ole järkyttävää.

Rakettien perustutkimus- ja kehitystyöt veivät suuren osan ylimääräisestä rahasta. Sen jälkeen tutkimus- ja kehitystyötä tehtiin Saturn V: lle, jokainen kuun laukaisu maksoi vain 375 miljoonaa dollaria vuonna 1970 (noin 2,5 miljardia dollaria vuonna 2015). NASAn nykyaikainen noin 15 miljardin dollarin budjetti riittää säännöllisiin kuulentoihin, jos se olisi prioriteetti.

Vastoin yleistä käsitystä - rajoittava tekijä ei ole taloudellinen.

Jos kuun tehtävä ei innosta sinua, entä Mars Direct? Huolellisesti budjetoitu paljasluuarkkitehtuuri miehitettyyn Marsiin ja takaisin maksaisi noin $50 miljardia. Jos NASA omisti viisi vuotta tulevaisuuteen, se on kaukana ulottumattomissa.

Joten, nyt kun näemme, mitä olisimme voineet ostaa… mitä teimme rahalla sen sijaan?

Asemat ja sukkulat

Puhutaanpa ISS: stä.

ISS: ää tuettiin levittämällä sitä moniin maihin, jotka kaikki hyötyisivät sen tuottamasta PR: stä ja tutkimuksesta. The kustannusten erittely ovat valaisevia.

Yhdysvallat käytti 72,4 miljardia dollaria aseman osien rakentamiseen ja 50,4 miljardia dollaria lisää sen nostamiseen kiertoradalle, mikä maksoi yhteensä 120,8 miljardia dollaria. Venäjän, Japanin, EU: n ja Kanadan investoinnit ovat yhteensä vain 24 miljardia dollaria. Niin paljon "kustannusten hajauttamisesta"

Kuinka tehokas ISS on verrattuna aikaisempiin avaruusasemiin?

ISS on jyrkkä poikkeama aiemmista avaruusasemista. Se on rakennettu pienemmistä moduuleista monimutkaisemmassa kokoonpanossa kuin aiemmat "yhden huoneen" asemat. Tämä on mielenkiintoinen tekniikka, mutta kallis.

Ensimmäinen asemamme ("Skylab") käynnistettiin heti Apollo-ohjelman päätyttyä 10 miljardia dollaria nykyaikaisilla dollareilla rakentaa. Sen sisätilavuus oli noin 360 metriä kuutioituna. ISS maksoi noin 150 miljardia dollaria tilavuudeltaan 907 kuutiometriä. Yhdysvallat olisi voinut käyttää 30 miljardia dollaria ja käynnistää kolme Skylabin kokoista moduulia ja rakentaa ISS: ää suuremman aseman alle neljänneksellä kustannuksista. Jäljelle jääneet 90 miljardia dollaria olisi voitu maksaa Mars-matkasta ja 20 kuumatkasta.

Harkitse itse avaruussukkulaa – näkyvintä avaruustutkimuksen muotoa Apollo-ohjelman jälkeen. NASA uskoi, että rakentamalla uudelleen käytettävä avaruuslentokone olisi mahdollista alentaa ihmisten ja lastin siirtämisen kustannuksia Low Earth Orbit -kiertoradalle.

Avaruuskoneet ovat olleet valtava epäonnistuminen laukaisukustannusten alentamisessa – lisääntynyt massa ja monimutkaisuus ovat enemmän kuin pyyhkiä pois uudelleenkäytettävyyden hyödyt. Vanhat kertakäyttöiset ajoneuvot, kuten venäläinen Proton, maksavat noin 2300 dollaria rahtikiloa kohden. Kuljetus maksaa noin 8000 dollaria puntaa kohden, mikä on yli kolminkertainen hinta.

Mikä pahempaa, monimutkainen lämpösuoja ja toissijaisten vahvistimien tarve tekivät sukkulasta vaarallisen avaruusaluksina. Viidestä sukkulasta kaksi räjähti ja 1,5 % virkamatkoista päättyi kuolemaan.

Sukkulan epäonnistumisen kustannussäästötoimenpiteenä on täytynyt olla selvää suunnitteluprosessin alussa, mutta NASA jatkoi sukkulaohjelmaa vuosina 1981–2011. Se on kolmen vuosikymmenen kauheaa tuhlausta. Kuljetusohjelman hinta 209 miljardia dollaria. Rahat säästyivät vain käyttämällä jo olemassa olevia ajoneuvoja olisi jo yli 100 miljardia dollaria. Se riittää, että matkustat Marsiin ja takaisin kahdesti ja laitat saappaat maahan punaisella planeetalla vastataksesi elämän alkuperää koskeviin peruskysymyksiin.

NASA on tullut siihen käsitykseen, että sukkulaohjelma oli virhe. Vuonna 2005 NASAn päällikkö Michael Griffin kertoi USA Todaylle

"Nyt on yleisesti hyväksytty, että se ei ollut oikea tie […] Yritämme nyt muuttaa polkua tekemällä niin vähän vahinkoa kuin pystymme."

Mikä olisi ollut mahdollista ilman sukkulaohjelmaa?

Harkitse SpaceX: n Dragon-ajoneuvoa, joka on perinteisempien rakettien modernisointi. Dragon V1 voi kantaa 13,228 puntaa rahtia, nettohintaan noin 13 miljoonaa dollaria, tai hieman alle 1000 dollaria paunalta – kahdeksan kertaa vähemmän kuin sukkula ja alle puolet vanhan Protonin hinnasta. Tämä on ajoneuvo, jota on kehitetty vasta muutaman vuoden, ja se luotiin pienellä osalla NASAn budjetista. Seuraavan iteroinnin, Dragon V2:n, joka on uudelleenkäytettävä, odotetaan laskevan hintaa paljon enemmän (ehkä alle 500 dollariin paunalta).

Dragon V2 käyttää yksinkertaista ja kestävää purukumipisaran muotoista palautuskapselia, jollaista käytetään kaikessa Gemini-ohjelmasta Sojuziin. Innovaatio on pienten rakettien käyttö, jotta kapseli voi tehdä hallitun laskeutumisen roiskumisen sijaan, mikä on ominaisuus "heinäsirkka"-prototyypin kanssa. Tämä on paljon yksinkertaisempaa kuin avaruuslentokoneen rakentaminen ja todennäköisesti paljon halvempaa.

Yhteistä teemaa tässä voitaisiin kutsua "vääräksi edistykseksi". NASA on tuhlannut hämmästyttävän paljon rahaa pyrkiessään tekemään teknisiä "kehityksiä", jotka eivät olleet parannuksia. Avaruuslentokoneet ja modulaariset tilat eivät ole hyviä ideoita todellisessa maailmassa.

Ehkä yksi ongelma on se, että NASA: lla ei ole markkinapaineiden korjaavaa vaikutusta. Markkinavoimat pyrkivät eliminoimaan tällaisen tuhlauksen, kun kilpailijat, joilla on parempi ja halvempi teknologia, voittavat. Kukoistavilla avaruustutkimusmarkkinoilla avaruuskoneet jäisivät unohdelluksi alaviitteeksi Nintendo Virtual Boy 4 Nintendo-tuotetta, jotka olivat aikaansa edelläNintendo on aina ollut innovatiivinen yritys, mutta jopa sen vähemmän tunnetut tuotteet olivat aikaansa edellä. Lue lisää kantoraketeista.

NASA on myös alttiina lyhytnäköisille poliittisille paineille. Avaruuslentokoneita Katso kuin tulevaisuus, jos olet poliitikko, joka ei ole koskaan käynyt insinöörikurssia. Ehkä he voivat kuvitella lapsenlapsensa kiipeävän sellaisen kyytiin lentokentällä jonakin päivänä, joten he ohittavat ohjelman insinöörien valituksista. Avaruusaseman rakentaminen yhteistyössä neljän muun maan kanssa kuulostaa hienolta idealta, jos olet poliitikko, joka on kiinnostunut enemmän otsikoista kuin tieteestä. Viimeisten neljänkymmenen vuoden NASA on elävä esimerkki siitä, mitä tapahtuu, kun annat politiikan syrjäyttää tieteellisen varovaisuuden.

Kuka tappoi avaruusoopperan?

Ihmiset reagoivat emotionaalisesti NASAn kritiikkiin. Haluan selventää, että tämä kritiikki ei johdu avaruustutkimuksen vihasta. En ole järkyttynyt NASAn asettamasta verotaakasta, joka on minimaalinen. Olen järkyttynyt siitä, että emme saa läheskään niin paljon avaruustutkimusta kuin voisimme käyttämillämme rahoilla. Jotkut kauniit ja kiehtovia juttuja Koe avaruustutkimus 3D: nä NASA: n visualisoinneissaOletko avaruustutkija? Jos sinulla olisi mahdollisuus kokea, millaista on olla astronautti tai jopa yksi monista avaruustutkimusta tukevista teknisen tuen miehistöistä, haluaisitko... Lue lisää on tullut ulos ISS: stä ja sukkulaohjelmista. On vain surullista ajatella, mitä olisi voinut olla.

Äskettäinen avaruuskehityksen räjähdysmäinen kehitys ei tule NASAlta, vaan kouralliselta pieneltä yksityiseltä yritykseltä vahva voittomotivaatio kustannusten alentamiseen ja ideologinen omistautuminen kohtuuhintaisen tilan asialle etsintä.

SpaceX riisui kaiken PR-kiillon on jännittävää Elon Musk vs. Richard Branson: Kilpajuoksu halvalle satelliitti-InternetilleYli neljällä miljardilla ihmisellä ei ole Internet-yhteyttä. Miten korjaamme sen? Vastaus on päämme yli... Lue lisää . Sen perustaja ja omistaja Elon Musk näkee sen sankarillinen yritys suojellakseen ihmiskuntaa sukupuuttoon.

"Se on hauskaa, kaikki eivät rakasta ihmisyyttä. Joko nimenomaisesti tai epäsuorasti jotkut ihmiset näyttävät ajattelevan, että ihmiset ovat rutto maan pinnalla. He sanovat asioita, kuten: "Luonto on niin ihana; asiat ovat aina paremmin maaseudulla, jossa ei ole ihmisiä ympärillä." Ne viittaavat siihen, että ihmiskunta ja sivilisaatio ovat vähemmän hyviä kuin heidän poissaolonsa. Mutta en ole siinä koulussa. Mielestäni meillä on velvollisuus ylläpitää tietoisuuden valoa ja varmistaa, että se jatkuu myös tulevaisuudessa."

Musk on vain viimeisin tämän avaruustutkimuksen filosofian kantaja. Tiedemiehet ovat pitäneet avaruustutkimusta moraalisena välttämättömyytenä satojen vuosien ajan. Vuonna 1610 Kepler kirjoitti Galileolle ihmisten mahdollisuudesta matkustaa äskettäin löydetyille muille aurinkokunnan planeetoille.

”Luomme taivaalliseen eetteriin mukautettuja aluksia ja purjeita, niin siellä on paljon ihmisiä, jotka eivät pelkää tyhjiä jätteitä. Sillä välin me valmistelemme urheille taivaanmatkailijoille karttoja taivaankappaleista."

Se on se unelma, joka ajoi Galileoa, Werner Von Braunia ja Elon Muskia – ja unelma, joka on vihdoin alkamassa toteutua. Nykyään yksityiset avaruusyritykset venyttävät mahdollisuuksien rajoja. Yleisön kiinnostus avaruuteen selvästi olemassa Voimmeko osallistua avaruustutkimukseen? Nämä 7 verkkotyökalua sanovat, että voimmeEntä mies jalkakäytävällä? Lukio luonnontieteiden luokassa? Äiti, joka kerran haaveili sopivasta avaruuslennolle? Pysyvätkö unelmat sellaisina vai voivatko ne edistää... Lue lisää , ja kuten buumi todistaa - niin myös rahat. Tarvitaan poliittista ja institutionaalista tahtoa ottaa suuria riskejä unohtamatta käytännöllisyyttä. Tämä edellyttää joistakin jo käynnissä olevista vähemmän kunnianhimoisista hankkeista luopumista, mikä on kiistanalaista.

Se on myös kannattavaa. Tässä on paljon vaakalaudalla: jos annamme uuden avaruusbuumin hiipua, edessämme on vielä vuosikymmeniä hidastunutta tiedettä, turhamaisuusprojekteja, hukattua rahaa ja hukattuja tavoitteita.

En voi kuvitella mitään masentavampaa.

Kuvan tekijät: NASAn avaruussukkula Endeavourkirjoittanut Andrew Adams Neuvostoliiton avaruussukkulan kaavio, Steve Jurvetson, CATS asennettuna ISS: lle, GSFC, Yhdysvaltain itärannikolla yöllä ISS: ltä, NASAn Earth Observatory, Kuun varjo Kirjailija: James Jordan Apollo 11 East Crater Panorama GSFC, punainen lohikäärme kirjoittanut SpaceX, SpaceX Dragon Kirjailija: Kevin Gill