Bildekreditt: NASA
14. januar holdt president George Bush en tale ved NASAs hovedkvarter hvor han beskrev en ny strategisk orientering for det amerikanske romfartsorganet. Selv om noen av de første ideene for implementering av den nye romfartspolitikken kan og bør forbedres vesentlig, representerer politikken generelt et betydelig og for lang tid forfalt skritt i riktig retning for det amerikanske romfartsprogrammet. Styringskomiteen til Mars Society ønsker derfor den nye politikken som presenteres i presidentdirektivet med tittelen "A Renewed Spirit of Discovery," velkommen. og oppfordrer på det sterkeste Kongressen til å skaffe midler som etterspørres for de første trinnene som ble forespurt for programmet det neste regnskapsåret.
Nedenfor analyseres vår viktige styrker og nødvendige områder for forbedring av den nye policyen.
Analyse
Som nevnt tilbyr den nye Bush-rumpolitikken både muligheter og fallgruver til de som er interessert i å fremme menneskelig utforskning og ekspansjon ut i verdensrommet generelt, og Mars spesielt. Selv om det ikke representerer starten på et faktisk Moon / Mars-program, siden nesten alle alvorlige utgifter til andre maskinvaresystemer enn besetningskapselet blir utsatt til administrasjoner som trer i kraft i 2009 eller utover, renser det faktisk grunnen for igangsetting av slikt et program bør 2009-administrasjonen være så tilbøyelig. Det gir også en viss mengde gratis energi som, hvis den ble håndtert ordentlig i perioden 2004-2008, kan brukes til å bidra til å sikre fremveksten av et kraftig menneskeutforskningsinitiativ innenfor tidsrammen for 2009-administrasjonen.
I sin tale omdefinerte Bush formålet med det amerikanske romfartsprogrammet som "etablering av en menneskelig tilstedeværelse i hele solsystemet." Denne uttalelsen kan virke som noen bare en retorisk blomstre, men den har faktisk viktig konkret programmatisk betydning, ettersom den legitimerer NASA-utgifter til støtte for teknologiutvikling for menneskelig utforskning av Månen og Mars. Slike utgifter var forbudt under den forrige tingenes rekkefølge, og de siste ti årene måtte teknologer som søkte finansiering for viktige menneskelige Moon / Mars-leteteknologier rettferdiggjøre dem ved å argumentere for verdien for andre etablerte programmer, for eksempel det JPL-ledede robotutforskningsprogrammet eller ISS. Dette har gjort det umulig å skaffe tilstrekkelig finansiering for mange teknologier, for eksempel planetarisk ressursutnyttelse (ISRU), og har ført til katastrofer som det lovende JSC-ledede oppblåsbare beboelsesprogrammet Transhab, som ble avsporet da oppdagelsen om at planetarisk arbeid med leteteknologi ble utført under ISS-dekning som førte til kansellering av kongresspersonalet. Det er av denne grunn som Mars Society har hatt siden Grunnkonvensjonen i 1998 kampanjer for etablering av en NASA-linje for støtte til utvikling av menneskelig leteteknologi, slik at slik aktivitet kunne foregå åpent. Bushs initiativ oppnår dette målet fullt ut med sunne programmets finansiering. Av denne grunn, hvis ikke annet, må Bushs trekk bli sett på som en ekstremt positiv utvikling.
Den nye politikken vil også opprette en programorganisasjon ved NASAs hovedkvarter, kalt Code T, som vil heve nivået på NASAs arbeid for å utvikle effektive planer for menneskelig planetarisk utforsking betydelig. Dette er også en kjærkommen utvikling.
I tillegg gir Bush-politikken også et grunnlag for å inkludere krav til forskning om menneskelig undersøkelse innen utforming av robotplanetoppdrag. På slutten av nittitallet forsøkte representanter for det menneskelige letemisjonskontoret ved JSC å utnytte flymuligheter ombord de JPL-ledede robot-Mars-landingslandene, men ettersom JSC-forskerne verken hadde mandat eller penger, hadde de verken kraft eller midler til å sikkerhetskopiere deres forespørsler, og ble behandlet deretter. I henhold til den nye romfartspolitikken bør både et mandat og midler være tilgjengelige for å støtte menneskelig utforskningsrelatert forskning og teknologiflukteksperimenter ombord robot- og planetarisk romfartøy. Dette kan tillate at slik nyttelast enten kan fly som betalende kunder ombord på JPL / Code S-sponsede vitenskapelige romfartøyer, eller alternativt støtte finansieringen av menneskelige leteprogramstyrte robotlandere, hvis primære oppgave ville være å tilby ingeniørdata for det menneskelige leteprogrammet, med andre vitenskapelige nyttelaster fraktet på en tilgjengelig plass.
Bush-politikken identifiserer også hvor midlene som kreves for å støtte et ekte menneskelig utforskningsinitiativ, vil komme fra, for å viderekoble til eksisterende romferge og ISS-budsjetter. For øyeblikket løper Shuttle-budsjettet rundt fire milliarder dollar per år, mens ISS-budsjettet ligger mellom en og to milliarder. Denne totale $ 5-6 milliarder dollar per år er mer enn tilstrekkelig for å få mennesker til både Månen og Mars innen ti år etter den faktiske programstart. Dermed kan initiativet gjøres innenfor det eksisterende NASA-budsjettet på rundt $ 16 milliarder dollar per år i 2004 dollar, et nivå funnet støttes av presidenter og kongressflertall for begge politiske partier de siste fire presidentperioder. Dermed er det økonomiske grunnlaget for programmet klart, og er ikke en budsjettbusser eller på noen måte fantastisk.
I sin tale inviterte presidenten alle nasjoner til å delta i USA for å forfølge det foreslåtte programmet. Vi hilser denne uttalelsen velkommen, ettersom vi er helt enige om at leting og bosetting av solsystemet er et stort mål som kan bidra til å bringe menneskeheten sammen, en som er verdig og krever mobilisering av de beste talentene til alle folkeslagene i Jord.
Av forskjellige politiske og diplomatiske grunner forsinker Bush-politikken fasen ut av skyttelbussen og ISS til 2010, og forsinket dermed betydelig menneskelig leteprogramstart til omtrent den gangen. Dermed blir valget om hvorvidt man virkelig skal starte et menneskeutforskningsprogram for Månen eller Mars, og hva dets tempo eller mål skal være, faktisk i hendene på 2009-administrasjonen.
Fordelen med dette vedtaket kan diskuteres. Et sentralt poeng er imidlertid at 2009-administrasjonen vil ha et valg. Ved å gjøre det klart at det grunnleggende formålet med det menneskelige romfartsprogrammet er å la mennesker fly FRA RYKKEOMRÅDE (Apollo-tidens visjon) for å utforske andre verdener, snarere enn å la mennesker oppleve rom (Shuttle era-visjonen), Bush-politikken ( bør det opprettholdes av enten hans gjenvalg eller enighet om dette spørsmålet om en alternativ 2005-administrasjon) utelukker effektivt NASAs forpliktelse til en andre generasjons Shuttle (? Shuttle 2?) som det neste hovedprogrammet. Så sent som for noen måneder siden, projiserte betydelige fraksjoner innen rompolitiske kretser på både kongressen og NASA et slikt Shuttle 2-program som byråets neste store prosjekt etter ISS. Hadde det skjedd hadde fremtiden sett slik ut: det nåværende tiåret ville bli fortært med å returnere Shuttle til fly og bygge ISS. Det neste tiåret ville bli viet til å forlenge Shuttle-levetiden og utvikle Shuttle 2. 2020-årene ville da være en gjentagelse av 1980-tallet, og forsøkte å gjøre Shuttle 2 operativ, noe som ville føre til en beslutning i 2030 om det neste store prosjektet , som antagelig ville vært ISS-2. Heldigvis, denne? Groundhog Day? scenariet for evigvarende stagnasjon i verdensrommet er nå utelukket.
Beslutningen om å legge ansvaret for implementering, og dermed kontrollen, av programmet til 2009-administrasjonen, lover å gjøre de neste fem årene til en ekstremt interessant tid for romforkjemperne. I sin tale definerte Bush Bush menneskelig ekspansjon i solsystemet som NASAs mål, og stilte ideen om en månebase initiert i 2020 som strategien som dette målet kan nås. Det er en plan, men de neste fem årene vil andre planer bli lagt frem til vurdering av den politiske klassen som effektive virkemidler for å oppnå det ønskede overordnede målet med maksimal hastighet, pålitelighet og til minimumskostnader. Den store debatten om hva vår strategi for å nå månen og planetene bør være har dermed ikke blitt lukket av Bushs tale, men åpnet.
Seieren i dette sunne ideekampen vil gå til de menneskene som overbeviser spillerne, ikke bare om i dag, men i 2009 og utover, om fortjenesten til konseptene deres. Marsforeningen ønsker denne utfordringen velkommen, og vil søke å delta aktivt i denne diskusjonen for å bidra med sin tekniske kompetanse og for å formidle en forståelse til den politiske klassen, det tekniske samfunnet, pressen og publikum som innenfor rammen av den nye romfartspolitikken , at den langsiktige menneskelige utforskningen av Mars er gjennomførbar, rimelig og virkelig verdig innsatsen og risikoene som kreves.
Ved overgang fra et slags romprogram til et annet, bør alle anstrengelser gjøres for å forhindre unødvendig sikkerhet på verdifulle deler av det gamle programmet. Avgjørelsen som ble kunngjort av hovedkvarteret i NASA sent i forrige uke om å forlate det planlagte Shuttle-oppdraget for å oppgradere og reboost Hubble-romteleskopet (HST) er et eksempel på den typen feil som må unngås. Cosmic Origins Spectrograph og Widefield Camera 3 designet for å bringe HST til sitt fulle potensiale er allerede bygget og testet, og lover en enorm vitenskapelig avkastning ved levering til bane. Hvis Bush-planen umiddelbart skulle sette seg ned Shuttle, og spare 24 milliarder dollar som kreves for å drifte den gjennom 2010 for å sette i gang Moon / Mars-programmet med betydelig finansiering umiddelbart, ville det være en ting. Men gitt beslutningen om å returnere Shuttle til fly, ville avbrytelse av Hubble-oppgraderingen bare spare rundt 200 millioner dollar, eller 1% av Shuttle-programmets budsjett, samtidig som ødelegge rundt 90% av den vitenskapelige verdien. Dette er ekstremt tåpelig.
Sikkerhetsargumenter vil ikke vaske heller; hvis skyttelbussen er trygg nok til å fly til ISS, er den trygg nok til å utføre sitt oppdrag til Hubble. Mens Shuttle-oppdrag til Hubble kan mangle ISS-bane-bane-havnen, gjør den lave tilbøyeligheten til Hubble-flyvninger muligheter for utsetting av aborter til varme tropiske farvann, der sjansen for mannskapets overlevelse er mye bedre enn i det friste nordlige Atlanterhavet nettsteder som ISS-lanseringer krever. Dessuten er det vanskelig å forstå hvordan et byrå som er for risikovillig til å gjennomføre et Shuttle-oppdrag til Hubble muligens kan være alvorlig når man vurderer et oppdrag til Månen eller Mars.
Avlysningen av Hubble-oppdraget kan dermed bare beskrives som en alvorlig feil, tilsynelatende begått i navnet på ønsket om å fremstå som "avgjørende?" i å bryte fra det gamle paradigmet til fordel for det nye. I tillegg til skadene på astronomien, ville det være en veldig dårlig ting for den nye spedbarnets romfartspolitikk å begynne sitt liv med en så usmakelig registrering. Under ingen omstendigheter skal den påståtte forestående tilgjengeligheten av James Webb-romteleskopet godtas som en begrunnelse for å forlate Hubble, heller. Det ville være å gjenta feilen NASA gjorde ved å forlate Saturn V for den antatt overlegne Shuttle, eller Skylab for ISS? feil som setter romprogrammet tilbake i flere tiår med flere titalls milliarder dollar. Hvis NASAs ledelse ikke vil se grunn til dette problemet, bør kongressen ta kraftige tiltak for å snu denne veldig dårlige avgjørelsen.
Teknologiske spørsmål
Den rette måten å gjøre et program hvis mål både omfatter en permanent månebase og den menneskelige utforskningen av Mars er å designe et sett med transportmaskinvare som kan utføre menneskelige Mars-oppdrag, en modifisert modulær undergruppe som kan brukes til å støtte måneaktiviteter. Å nærme seg problemet på denne måten kan spare mye tid og penger, ettersom bare ett maskinvaresett trenger å utvikles i stedet for to. Det maksimerer også månens verdi som prøvefelt for Mars, siden under denne tilnærmingen til Moon oppdrag vil bli gjort ved hjelp av Mars maskinvare, og tjene direkte til å riste den ut. Forutsatt at dette er tilnærmingen som ble benyttet, kunne et program som ble igangsatt i 2009 lett oppnå pilotert månelanding innen 2015 og starte den første menneskelige Mars-ekspedisjonen innen 2018. Oppbyggingen av en permanent månebase og fortsatte Mars-oppdrag kunne da skje samtidig. Siden det bare er mulig å lansere til Mars hvert andre år i alle fall, er implikasjonene av et løpende program samtidig at måneprogrammets lanseringshastighet vil bli redusert noe i løpet av Mars lanseringsår. Samtidige lanseringsprogrammer vil også tjene til å minimere lanseringskostnadene ved å maksimere produksjonshastigheten til produksjonslinjene for booster, ettersom kostnadene for å drive et produksjonsanlegg for lanseringsbiler bare øker marginalt med en høyere produksjonshastighet. For å bruke en hverdagslig analogi, krever det veldig lite ekstra arbeid å tilberede to steker i stedet for en, forutsatt at du koker dem begge samtidig. I produksjonen av lanseringsbiler har denne kjøkkenparabelen enda mer styrke, ettersom arbeidskraftskostnadene overveldende dominerer materialenes.
Innenfor et så godt planlagt Moon / Mars-program er det visse teknologier som er viktige. Vi adresserer bare to av de mest kritiske, tunge løftforsterkerne og ISRU.
Tunge løfteboosters
Den viktigste tekniske instrumenteringen som kreves for å gjøre månebaser og Mars-oppdrag gjennomførbart, er et tungt løftekjøretøy med et overfase med hydrogen / oksygen som er i stand til å kaste nyttelast i 50-tonersklassen på Trans-lunar eller Trans-Mars-injeksjon. Dette er evnen som ble demonstrert i løpet av 1960-tallet av Saturn V. Når et slikt kjøretøy er tilgjengelig, kan man enkelt oppnå rundtur Lunar-oppdrag eller enveis levering av beboer og annen tung nyttelast til månens overflate med en enkelt oppskytning. Piloterte Mars-oppdrag kan også utføres ved å bruke flere diskrete Trans-Mars-lanseringer av et slikt system uten montering på bane, som vist av Mars Direct-planen (Zubrin og Baker, 1990), Stanford Mission-planen (Lusignan, et al. 1992), eller JSC Design Reference Mission 3 (Weaver et al, 1994).
Slike utskytningssystemer i Saturn V-klassen kan lett opprettes på dette tidspunktet enten ved å konvertere sjøsett-sjøsstabelen gjennom eliminering av omløperen og erstatte den med et LOx / H2-overtrinn, eller ved å lage nye, flytende fremdriftsforsterker-systemer. Mars Society ble nylig vist planer fra et stort luftfartsselskap for å utvikle sin eksisterende linje med middels heisforsterker for å skape en familie av modulære tunge løftforsterkere med nyttelast fra kvartal, halvdel og full Saturn V-evner. Basert på dette selskapets erfaring med tidligere vellykkede lanseringer av kjøretøyskjøretøyer, kan hele utviklingsprogrammet for å skape hele familien av boosters oppnås på fem år med en utviklingskostnad på rundt $ 4 milliarder dollar. De tilbakevendende lanseringskostnadene for Saturn V-systemdesignen var $ 300 millioner per lansering, eller mindre enn $ 1000 / lb for levering av nyttelast til LEO. Metodene for å skape slike boosterfamilier er åpenbare for erfarne ingeniører for lanseringsbiler, og vi er ikke i tvil om at dette selskapets konkurrenter har planer om å lage lignende maskinvaresett med sammenlignbare utviklingskostnader og tidsplaner.
Påstandene fra visse fagpersoner i motsetning til ethvert letesatsing om at en ny tungløftforsterker vil koste titalls milliarder å utvikle, kan dermed lett vises å ikke ha noe grunnlag. Slike tunge løftekjøretøyer vil også ha mange bruksområder utenfor det menneskelige leteprogrammet.
ISRU
Både månebaser og Mars-ekspedisjoner drar stor nytte av bruk av ISRU-teknikker for bruk av situasjoner for produksjon av drivmiddel, menneskelige forbruksvarer og kjøretøybrensel og oksygen til bruk i utvidede oppdrag på en planetoverflate. Oppgavens massebesparelser for enten månebaser eller Mars-oppdrag som følge av ISRU har blitt demonstrert i en rekke studier, og overstiger betydelig det som tilbys av avanserte fremdriftskonsepter med mye høyere utvikling og tilbakevendende systemkostnader.
Effektive ISRU krever både kjemiske prosesseringssystemer og pålitelige kraftkilder, som romkjernefysiske systemer gir størst løfte om. Vi ber derfor administrasjonen for sitt Prometheus-prosjekt sterkt rose for å lage slike romkernesystemer. Vi bemerker imidlertid at frem til nå har de eneste bruksområdene som NASA har vurdert for sine romkjernekraftanlegg, vært romfartøyskraft og kjernefysisk elektrisk fremdrift (NEP). Uten å avfeie den viktige verdien av NEP for robotoppdrag for ytre solsystem og andre oppdrag som involverer store hastighetsendringer gjennomført over lengre tidsrammer, bemerker vi at størrelsen på NEP-enheter som kreves for å levere fremdrift til menneskelige utforskningsoppdrag, er i størrelsesorden 10.000 kilowatt. Derimot, når den brukes til å produsere kjemiske drivstoffer på planetariske overflater, reduseres den nødvendige reaktorstørrelse for å støtte menneskelig utforskning til omtrent 100 kilowatt. Dette er fordi en mye mindre reaktor som er stasjonert på en planetoverflate som lager drivmiddel, kan avgi energi over lang tid før flyging, lagre den som kjemisk drivmiddel, som deretter kan frigjøre energien så raskt som den er nødvendig under flyforhold. Oppdragsmassestyrene oppnådd ved slike ISRU-støttede kjemiske fremdriftsalternativer er større enn de som tilbys av NEP, mens flytider for indre solsystem er mindre (to størrelsesordrer mindre for Lunar-applikasjoner). I tillegg kan de ISRU-støttede kjemiske systemene ikke bare brukes til orbitale overføringer, men også for planetarisk oppstigning.
Selv om romkjerneenergi muliggjør ISRU, er det ISRU som reduserer kostnadene kraftig og øker verdien av romkernekraft for å støtte menneskelig utforskning. De to teknologiene bør dermed forfølges parallelt, og en passende brøkdel av Prometheus-budsjettet brukes til å bringe ISRU-applikasjoner av romkjernekraft til flystatus, og for å støtte robotoppdrag som demonstrerer slik teknologi på Månen og Mars.
Videre bør krav skrives inn i Prometheus-programmet for å sikre at kraftsystemene som er utviklet er kompatible for drift på overflaten av Månen og Mars, siden deres bruk på planetoverflaten for å produsere drivstoffer og forbruksvarer er den klart mest fordelaktige metoden for ved å ansette dem for å støtte nærtidsutforskning av menneskelig rom, og deres kraft er nødvendig på overflaten for å støtte baseoperasjoner i alle fall.
Både ISRU-teknologi og tunge løftforsterkerutvikling bør dermed være sentrale prioriteringer i Code T-arbeidet i løpet av den umiddelbare perioden.
Andre systemer bør utvikles med lignende bekymring for maksimal fellestrekk mellom maskinvare og teknologi på tvers av månens og Mars misjonsapplikasjoner.
Politiske implikasjoner
Begivenhetstoget som er satt i gang av den nye romfartspolitikken vil skape et beslutningspunkt rundt 2009 som vil tilby tre alternativer for fremtidig handling. Disse er;
1. Administrasjonen i 2009 kunne velge å avbryte Moon / Mars-programmet helt, og ganske enkelt bruke Crew Exploration Vehicle (CEV) som en kapsel som ble lansert på toppen av utgifter som en måte å fortsette å besøke ISS. Dette vil føre til et Mir-type utvidet ISS-program, gjennomført til lavere pris enn mulig ved bruk av Shuttle-lanseringer, men uten noe merkbart formål. Dette ville resultere i stagnasjon i verdensrommet i hvor lang tid en slik programmatisk avgjørelse rådet, og sannsynlig tilbaketrekning på tungløft, ISRU og andre programmer som er nødvendige for menneskelig utforskning.
2. Administrasjonen i 2009 kunne bestemme seg for å gå videre i samsvar med ideen om å bygge en månebase, fra og med 2020, uten bekymring for Mars-oppdraget, bortsett fra å komme med påstander om at månens erfaring uten tvil vil være nyttig senere når andre tenker å dra til Mars. Dette ville resultere i utvikling av for det meste inkompatibel maskinvareprogram for måneprogrammer (unntatt booster), noe som gjør det nødvendig å begynne å utvikle et helt nytt maskinvaresett rundt 2030, eller muligens 2040, gitt budsjettmessige sammenfiltringer et slikt frittstående måneprogram vil skape, noe som gjør det sannsynlig at den første Mars-landing ikke ville skje før midten av det 21. århundre. Alternativt, gitt den begrensede interessen som tilbys av gjentatte blindveisekspedisjoner, kan programmet ganske enkelt utløpe.
3. Administrasjonen i 2009 kunne bestemme seg for å lansere et menneske til Mars-program, med mål om å nå Mars innen ti år, med ekspedisjoner til Månen ved å bruke en modifisert undergruppe av Mars-maskinvaren som starter rundt programår 7. Fordi bare ett maskinvaresett ville trenge å bli utviklet i stedet for to, og fordi luft- og romfart er lik mennesker ganger, representerer dette en mye lavere kostnadstilnærming for å nå målene som er satt i den nye romfartspolitikken enn alternativ (b). Dessuten er det den eneste tilnærmingen som vil føre til at menneskelige oppdagere går på Mars i løpet av arbeidstiden for enhver voksen i dag.
Det er derfor viktig at alle som ønsker å se den menneskelige utforskningen av Mars bli en realitet, gjør alt han eller hun kan for å kjempe for det dristige kurset som er representert ved alternativ C. I laboratorier og ingeniørorganisasjoner, i pressen, i klasserommet og komitélokalet, i Arktis og i ørkenen, i kongressalene, og i alle arenaer for opinionen, alt fra bøker og tekniske artikler til nyhetsgrupper på internett og snakkradio på senkveld, vil hver få spille sin rolle.
En dør er åpnet, og et slag av ideer som vil avgjøre formen for den menneskelige fremtid i mange år fremover, er nå virkelig sluttet seg til. Hvor det vil føre er opp til oss. Stridende visjoner for to uker siden var bare hypotetiske debatter blant romaktivister har nå gått inn i sentrum av den politiske diskursen. Vi ønsker utfordringen velkommen. For som grunn er vårt vitne og motet er vår guide, så skal vi seire.
Original kilde: Mars Society News Release
