Crédito de imagen: NASA
El 14 de enero, el presidente George Bush pronunció un discurso en la sede de la NASA describiendo una nueva orientación estratégica para la agencia espacial estadounidense. Si bien algunas de las ideas iniciales para implementar la nueva política espacial pueden y deben mejorarse sustancialmente, la política en general representa claramente un paso significativo y muy atrasado en la dirección correcta para el programa espacial estadounidense. El Comité Directivo de la Sociedad de Marte, por lo tanto, acoge con beneplácito la nueva política presentada en la Directiva presidencial titulada? Un espíritu renovado de descubrimiento? e insta firmemente al Congreso a proporcionar los fondos solicitados para los pasos iniciales solicitados para el programa durante el próximo año fiscal.
A continuación se presenta nuestro análisis de las fortalezas importantes y las áreas requeridas para mejorar la nueva política.
Análisis
Como se dijo, la nueva política espacial de Bush ofrece oportunidades y dificultades a aquellos interesados en promover la exploración y expansión humana en el espacio en general, y en Marte en particular. Si bien no representa el comienzo de un programa real de Luna / Marte, dado que casi todo el gasto serio para sistemas de hardware que no sea la cápsula de la tripulación se aplaza a las administraciones que asumen el cargo en 2009 o más allá, de hecho, despeja el terreno para el inicio de tal un programa en caso de que la administración de 2009 esté tan inclinada. También proporciona una cierta cantidad de energía libre que, si se maneja adecuadamente en el período 2004-2008, podría usarse para ayudar a asegurar el surgimiento de una poderosa iniciativa de exploración humana dentro del marco de tiempo de la administración de 2009.
En su discurso, Bush redefinió el propósito del programa espacial estadounidense como el "establecimiento de una presencia humana en todo el sistema solar". Para algunos, esta afirmación puede parecer una simple floritura retórica, pero en realidad tiene una importancia programática concreta importante, ya que legitima el gasto de la NASA para apoyar el desarrollo de tecnología para la exploración humana de la Luna y Marte. Dichos gastos estaban prohibidos bajo el orden anterior de las cosas, y durante los últimos diez años los tecnólogos que buscaban financiación para importantes tecnologías de exploración de la Luna / Marte humano tuvieron que justificarlos argumentando su valor para otros programas establecidos, como el programa de exploración robótica liderado por el JPL. o la ISS. Esto ha imposibilitado la obtención de fondos adecuados para muchas tecnologías, como la utilización de recursos planetarios in situ (ISRU), y ha llevado a desastres como el prometedor programa de vivienda inflable Transhab liderado por JSC, que se descarriló cuando se descubrió ese planeta. El trabajo de tecnología de exploración que se estaba realizando bajo la cobertura de la ISS condujo a la cancelación por parte del personal del Congreso. Es por esta razón que la Sociedad de Marte ha tenido desde su Convención Fundacional en 1998 una campaña para el establecimiento de una línea de pedido de la NASA para el apoyo del desarrollo de la tecnología de exploración humana, para que dicha actividad pueda tener lugar abiertamente. La iniciativa de Bush cumple plenamente este objetivo, con una financiación inicial saludable del programa. Por este motivo, si no otro, el movimiento de Bush debe ser visto como un desarrollo extremadamente positivo.
La nueva política también creará una organización de programas en la sede de la NASA, llamada Código T, que elevará significativamente el nivel de los esfuerzos de la NASA para desarrollar planes eficientes para la exploración planetaria humana. Este también es un desarrollo bienvenido.
Además, la política de Bush también proporciona una base para incluir los requisitos de investigación de exploración humana dentro del diseño de misiones planetarias robóticas. A fines de la década de los noventa, los representantes de la oficina de misiones de exploración humana en JSC intentaron aprovechar las oportunidades de vuelo a bordo de los módulos de exploración de Marte robóticos liderados por JPL, pero como los investigadores de JSC no tenían mandato ni dinero, no tenían fuerza ni fondos para respaldar sus solicitudes, y fueron atendidas en consecuencia. Según la nueva política espacial, tanto el mandato como los fondos deberían estar disponibles para apoyar la investigación relacionada con la exploración humana y los experimentos de vuelo de tecnología a bordo de naves espaciales lunares y planetarias robóticas. Esto podría permitir que tales cargas útiles vuelen como clientes que pagan a bordo de la nave espacial científica patrocinada por JPL / Code S, o alternativamente, respaldar la financiación de aterrizadores robóticos controlados por el programa de exploración humana cuya misión principal sería proporcionar datos de ingeniería para el programa de exploración humana, con otras cargas útiles científicas transportadas según el espacio disponible.
La política de Bush también identifica de dónde provendrán los fondos necesarios para apoyar una verdadera iniciativa de exploración humana, a saber, la redirección de los presupuestos existentes del transbordador espacial y la EEI. Actualmente, el presupuesto de Shuttle corre alrededor de $ 4 mil millones por año, mientras que el presupuesto de la ISS es de entre uno y dos mil millones. Este total de $ 5- $ 6 mil millones por año es más que suficiente para llevar a los humanos a la Luna y a Marte dentro de los diez años posteriores al inicio real del programa. Por lo tanto, la iniciativa se puede hacer dentro del presupuesto existente de la NASA de alrededor de $ 16 mil millones por año en dólares de 2004, un nivel que los presidentes y las mayorías del Congreso de ambos partidos políticos consideran compatible durante los últimos cuatro períodos presidenciales. Por lo tanto, la base financiera para el programa es clara y no es un destructor de presupuestos ni de ninguna manera fantástico.
En su discurso, el Presidente invitó a todas las naciones a unirse a los Estados Unidos en la búsqueda del programa propuesto. Damos la bienvenida a esta declaración, ya que estamos totalmente de acuerdo en que la exploración y el asentamiento del sistema solar es un gran objetivo que puede ayudar a unir a la humanidad, uno que sea digno y requiera la movilización de los mejores talentos de todos los pueblos de los Estados Unidos. Tierra.
Por varias razones políticas y diplomáticas, la política de Bush retrasa la eliminación del Shuttle y la ISS hasta 2010, retrasando así el inicio sustancial del programa de exploración humana hasta aproximadamente ese momento. Por lo tanto, la decisión sobre si realmente comenzar o no un programa de exploración humana de la Luna o Marte, y cuál debería ser su ritmo u objetivos, se está poniendo efectivamente en manos de la administración de 2009.
El mérito de esta decisión es discutible. Sin embargo, un punto clave es que la administración de 2009 tendrá una opción. Al dejar en claro que el propósito fundamental del programa de vuelos espaciales humanos es permitir a los humanos VOLAR A TRAVÉS DEL ESPACIO (la visión de la era Apolo) para explorar otros mundos, en lugar de permitir que los humanos EXPERIMENTEN EL ESPACIO (la visión de la era Shuttle), la política de Bush ( en caso de que sea sostenido ya sea por su reelección o por la concurrencia en este tema de una administración alternativa de 2005) efectivamente impide el compromiso de la NASA con un Shuttle de segunda generación (? Shuttle 2?) como su próximo programa principal. Hace tan solo unos meses, facciones importantes dentro de los círculos de política espacial tanto en el congreso como en la NASA proyectaron un programa de Shuttle 2 como el próximo gran proyecto de la agencia después de la ISS. Si eso hubiera ocurrido, el futuro se habría visto así: la década actual se consumiría con la devolución del Shuttle y la construcción de la EEI. La próxima década se dedicaría a extender la vida útil de Shuttle y desarrollar Shuttle 2. Los años 2020 serían una repetición de los años 1980, intentando poner en funcionamiento Shuttle 2, lo que llevaría a una decisión en 2030 sobre el próximo gran proyecto. , que probablemente habría sido ISS-2. Afortunadamente, ¿este día de la marmota? escenario para el estancamiento perpetuo en el espacio ahora se ha ejecutado.
La decisión de suspender la responsabilidad de la implementación y, por lo tanto, el control del programa a la administración de 2009 promete hacer de los próximos cinco años un momento extremadamente interesante para los defensores del espacio. En su discurso, Bush definió la expansión humana en el sistema solar como el objetivo de la NASA, y planteó la idea de una base lunar iniciada en 2020 como la estrategia por la cual este objetivo podría abordarse. Ese es un plan, pero los próximos cinco años verán otros planes presentados para su consideración por la clase política como medios eficientes por los cuales se puede lograr el objetivo general deseado con la máxima velocidad, confiabilidad y al costo mínimo. El gran debate sobre cuál debería ser nuestra estrategia para llegar a la Luna y los planetas no ha sido cerrado por el discurso de Bush, sino abierto.
La victoria en esta saludable batalla de ideas irá a aquellas personas que convenzan a los jugadores, no solo de hoy, sino de 2009 y más allá, del mérito de sus conceptos. La Sociedad de Marte acoge con satisfacción este desafío y buscará participar activamente en esta discusión para contribuir con su experiencia técnica y transmitir un entendimiento a la clase política, la comunidad técnica, la prensa y el público que, dentro del contexto de la nueva política espacial. , que la exploración humana a corto plazo de Marte es factible, asequible y realmente digna de los esfuerzos y riesgos requeridos.
Al hacer la transición de un tipo de programa espacial a otro, se deben hacer todos los esfuerzos posibles para evitar daños colaterales innecesarios a partes valiosas del antiguo programa. La decisión anunciada por la sede de la NASA a fines de la semana pasada de abandonar la misión Shuttle planeada para actualizar y recargar el Telescopio Espacial Hubble (HST) es un ejemplo del tipo de error que debe evitarse. El espectrógrafo Cosmic Origins y la Widefield Camera 3 diseñados para llevar el HST a su máximo potencial ya se han construido y probado, y prometen un enorme retorno científico una vez entregados en órbita. Si el plan de Bush detuviera el Shuttle de inmediato y ahorrara los $ 24 mil millones requeridos para operarlo hasta 2010 para iniciar el programa Luna / Marte con fondos sustanciales de inmediato, eso sería una cosa. Pero dada la decisión de devolver el Shuttle al vuelo, cancelar la actualización del Hubble solo ahorraría alrededor de $ 200 millones, o el 1% del presupuesto del programa Shuttle, mientras destruye alrededor del 90% de su valor científico. Esto es extremadamente tonto.
Los argumentos de seguridad tampoco se lavarán; Si el Shuttle es lo suficientemente seguro como para volar a la ISS, es lo suficientemente seguro como para realizar su misión al Hubble. De hecho, si bien las misiones de traslado al Hubble pueden carecer del refugio seguro en órbita de la EEI, la baja inclinación de los vuelos del Hubble permite abortos de lanzamiento en aguas tropicales cálidas, donde las posibilidades de supervivencia de la tripulación son mucho mejores que en el frío aborto del Atlántico norte sitios requeridos por los lanzamientos de ISS. Además, es difícil entender cómo una agencia que es demasiado adversa al riesgo para emprender una misión de Shuttle a Hubble podría ser seria al considerar una misión a la Luna o Marte.
Por lo tanto, la cancelación de la misión del Hubble solo puede describirse como un grave error, aparentemente cometido en nombre del deseo de aparecer? ¿Decisivo? en romper con el viejo paradigma a favor de lo nuevo. Además del daño causado a la astronomía, sería muy malo para la nueva política espacial infantil comenzar su vida con un registro tan desagradable. Bajo ninguna circunstancia se debe aceptar la supuesta disponibilidad inminente del telescopio espacial James Webb como una razón para abandonar Hubble. ¿Eso sería repetir el error que cometió la NASA al abandonar el Saturno V por el supuestamente superior Shuttle, o Skylab por la ISS? errores que retrasaron el programa espacial por décadas de decenas de miles de millones de dólares. Si el liderazgo de la NASA no ve razón en este tema, el Congreso debería tomar medidas enérgicas para revertir esta muy mala decisión.
Problemas tecnológicos
La forma correcta de hacer un programa cuyos objetivos abarquen tanto una base lunar permanente como la exploración humana de Marte es diseñar un conjunto de hardware de transporte que pueda realizar misiones humanas a Marte, un subconjunto modular modificado que se puede utilizar para apoyar actividades lunares. Abordar el problema de esta manera puede ahorrar una gran cantidad de tiempo y dinero, ya que solo se necesita desarrollar un conjunto de hardware en lugar de dos. También maximiza el valor de la Luna como campo de pruebas para Marte, ya que bajo este enfoque las misiones a la Luna se realizarán utilizando el hardware de Marte y servirán directamente para sacudirlo. Siempre que este sea el enfoque adoptado, un programa iniciado en 2009 podría lograr fácilmente el aterrizaje lunar piloteado en 2015 y lanzar la primera expedición humana a Marte en 2018. La construcción de una base lunar permanente y las continuas misiones a Marte podrían ocurrir simultáneamente. Dado que solo es posible lanzar a Marte cada dos años, en cualquier caso, las implicaciones de ejecutar programas concurrentes son simplemente que la tasa de lanzamiento del programa lunar se reduciría un poco durante los años de lanzamiento de Marte. Los programas de lanzamiento concurrentes también servirían para minimizar los costos de lanzamiento al maximizar la tasa de producción de las líneas de producción de refuerzo, ya que el costo de operar una instalación de fabricación de vehículos de lanzamiento aumenta solo marginalmente con una tasa de producción más alta. Para usar una analogía mundana, se necesita muy poco trabajo adicional para cocinar dos filetes en lugar de uno, siempre que los cocines a los dos al mismo tiempo. En la producción de vehículos de lanzamiento, esta parábola de la cocina tiene aún más fuerza, ya que los costos laborales dominan abrumadoramente los de los materiales.
Dentro del contexto de un programa Luna / Marte tan bien planificado, hay ciertas tecnologías que son esenciales. Abordamos solo dos de los impulsores de elevación más críticos e ISRU.
Elevadores pesados
El instrumental técnico clave requerido para hacer factibles las bases lunares y las misiones a Marte es un vehículo pesado con una etapa superior de hidrógeno / oxígeno capaz de lanzar cargas útiles en la clase de 50 toneladas con inyección Trans-lunar o Trans-Marte. Esta es la capacidad demostrada durante la década de 1960 por el Saturno V. Una vez que dicho vehículo está disponible, las misiones lunares de ida y vuelta o la entrega unidireccional de habitaciones y otras cargas pesadas a la superficie lunar se pueden lograr fácilmente con un solo lanzamiento. Las misiones piloto de Marte también se pueden lograr utilizando múltiples lanzamientos discretos de Trans-Mars de dicho sistema, sin ensamblaje en órbita, como lo muestra el plan Mars Direct (Zubrin y Baker, 1990), el plan de la Misión de Stanford (Lusignan, et al. 1992), o JSC Design Reference Mission 3 (Weaver et al, 1994).
Dichos sistemas de lanzamiento de clase Saturn V se pueden crear fácilmente en este punto ya sea mediante la conversión de la pila de lanzamiento de Shuttle mediante la eliminación del orbitador y su reemplazo por una etapa superior LOx / H2, o la creación de nuevos sistemas de refuerzo de propulsión totalmente líquidos. Recientemente, una importante compañía aeroespacial mostró planes a Mars Society para desarrollar su línea existente de elevadores de elevación medianos para crear una familia de elevadores de elevadores pesados modulares con cargas útiles que abarcan capacidades de Saturno V de cuarto, mitad y pleno. Basado en la experiencia de esta compañía con desarrollos de vehículos de lanzamiento exitosos anteriores, todo el programa de desarrollo para crear toda la familia de propulsores podría lograrse en cinco años con un costo de desarrollo de aproximadamente $ 4 mil millones. El costo de lanzamiento recurrente para el diseño del sistema de clase Saturn V fue de $ 300 millones por lanzamiento, o menos de $ 1000 / lb para la entrega de carga útil a LEO. Los métodos para crear estas familias de refuerzo son obvios para los ingenieros de vehículos de lanzamiento con experiencia, y no tenemos dudas de que los competidores de esta compañía tienen planes para crear conjuntos de hardware similares con costos y cronogramas de desarrollo comparables.
Las afirmaciones de ciertos expertos opuestos a cualquier iniciativa de exploración de que un nuevo elevador de cargas pesadas costaría decenas de miles de millones en desarrollo, por lo tanto, puede demostrarse que no tienen ninguna base de hecho. Dichos vehículos de elevación pesada también tendrían muchas aplicaciones fuera del programa de exploración humana.
ISRU
Tanto las bases lunares como las expediciones a Marte se benefician enormemente mediante el uso de técnicas de utilización de recursos in situ (ISRU) para la producción de propulsores de retorno, consumibles humanos y combustibles para vehículos y oxígeno para su uso en misiones extendidas en una superficie planetaria. El ahorro masivo de la misión para las bases lunares o las misiones a Marte resultantes de ISRU se ha demostrado en numerosos estudios, y supera significativamente lo ofrecido por los conceptos avanzados de propulsión con un desarrollo mucho mayor y costos recurrentes del sistema.
La ISRU efectiva requiere sistemas de procesamiento químico y fuentes confiables de energía, para lo cual los sistemas nucleares espaciales ofrecen la mayor promesa. Por lo tanto, recomendamos encarecidamente a la administración por su proyecto Prometeo para crear tales sistemas nucleares espaciales. Sin embargo, observamos que hasta ahora, las únicas aplicaciones consideradas por la NASA para sus sistemas de energía nuclear espacial han sido la energía de naves espaciales y la propulsión eléctrica nuclear (NEP). Sin descartar el importante valor de la NEP para las misiones robóticas del sistema solar exterior y otras misiones que implican grandes cambios de velocidad realizados a lo largo de períodos de tiempo prolongados, observamos que el tamaño de las unidades NEP requeridas para suministrar propulsión para misiones de exploración humana es del orden de 10,000 kilovatios. En contraste, cuando se usa para producir propulsores químicos en superficies planetarias, el tamaño del reactor requerido para apoyar la exploración humana se reduce a aproximadamente 100 kilovatios. Esto se debe a que un reactor mucho más pequeño estacionado en una superficie planetaria que hace propulsor puede emitir energía durante un largo período de tiempo antes del vuelo, almacenarlo como propulsor químico, que luego puede liberar la energía tan rápido como sea necesario en condiciones de vuelo. Los apalancamientos masivos de la misión logrados por tales opciones de propulsión química respaldadas por ISRU son mayores que los ofrecidos por NEP, mientras que para las misiones del sistema solar interno, los tiempos de vuelo son menores (dos órdenes de magnitud menos para las aplicaciones lunares). Además, los sistemas químicos compatibles con ISRU pueden usarse no solo para la transferencia orbital, sino también para el ascenso planetario.
Por lo tanto, si bien la energía nuclear espacial permite ISRU, es ISRU la que reduce en gran medida el costo y aumenta el valor de la energía nuclear espacial para apoyar la exploración humana. Por lo tanto, las dos tecnologías deberían llevarse a cabo en paralelo, y una fracción apropiada del presupuesto de Prometeo se aplicaría para llevar las aplicaciones de ISRU de la energía nuclear espacial al estado de vuelo, y para apoyar misiones robóticas que demuestren dicha tecnología en la Luna y Marte.
Además, los requisitos deben escribirse en el programa Prometheus para asegurar que los sistemas de energía desarrollados sean compatibles para operar en la superficie de la Luna y Marte, ya que su uso en la superficie planetaria para producir propulsores y consumibles representa, con mucho, el método más ventajoso de empleándolos para apoyar la exploración espacial humana a corto plazo, y su poder es necesario en la superficie para apoyar las operaciones base en cualquier caso.
Por lo tanto, tanto la tecnología ISRU como el desarrollo de refuerzo de levantamiento pesado deberían ser prioridades centrales del esfuerzo del Código T durante el período inmediato.
Deben desarrollarse otros sistemas con una preocupación similar por la máxima similitud de hardware y tecnología en las aplicaciones de misiones lunares y de Marte.
Implicaciones políticas
El tren de eventos puesto en marcha por la nueva política espacial creará un punto de decisión alrededor de 2009 que ofrecerá tres alternativas para acciones futuras. Estos son;
1. La administración de 2009 podría optar por abortar el programa Luna / Marte por completo, y simplemente usar el Vehículo de Exploración de la Tripulación (CEV) como una cápsula lanzada encima de los bienes fungibles como una forma de continuar visitando la ISS. Esto llevaría a un programa ISS extendido de tipo Mir, realizado a un costo más bajo que el posible utilizando lanzamientos de Shuttle, pero sin un propósito discernible. Esto daría como resultado un estancamiento en el espacio por el tiempo que prevaleciera una decisión programática de este tipo, y un probable retroceso en el levantamiento pesado, ISRU y otros programas necesarios para la exploración humana.
2. La administración de 2009 podría decidir proceder de acuerdo con la idea de construir una base lunar, a partir de 2020, sin preocuparse por la misión a Marte, excepto para afirmar que la experiencia lunar sin duda será útil más tarde cuando otros contemplen ir a Marte. Esto daría como resultado el desarrollo de hardware de programa lunar en su mayoría incompatible (excepto el refuerzo), lo que hace necesario comenzar a desarrollar un nuevo conjunto de hardware completo alrededor de 2030, o posiblemente 2040, dados los enredos presupuestarios que crearía un programa lunar independiente, por lo que es probable que el primer aterrizaje en Marte no ocurra antes de mediados del siglo XXI. Alternativamente, dado el interés limitado que brindan las repetidas expediciones lunares sin salida, el programa simplemente podría expirar.
3. La administración de 2009 podría decidir lanzar un programa de humanos a Marte, con el objetivo de llegar a Marte dentro de diez años, con expediciones a la Luna utilizando un subconjunto modificado del hardware de vuelo de Marte a partir del año del programa 7. Porque solo un conjunto de hardware necesitaría desarrollarse en lugar de dos, y debido a que en costo aeroespacial es igual al tiempo de las personas, esto representa un enfoque de costo mucho más bajo para lograr los objetivos establecidos en la nueva política espacial que la alternativa (b). Además, es el único enfoque que resultará en exploradores humanos caminando en Marte dentro de la vida laboral de cualquier adulto hoy.
Por lo tanto, es imperativo que todos los que deseen ver que la exploración humana de Marte se convierta en realidad hagan todo lo que puedan para luchar por el curso audaz representado por la opción C. En los laboratorios y organizaciones de ingeniería, en la prensa, en el aula y En la sala del comité, en el Ártico y en el desierto, en los salones del congreso y en todos los espacios de opinión pública, desde libros y documentos técnicos hasta grupos de noticias de Internet y radios nocturnas, cada uno tendrá que desempeñar su papel.
Se ha abierto una puerta y ahora se ha unido realmente una batalla de ideas que determinará la forma del futuro humano durante muchos años. A dónde nos llevará depende de nosotros. Las visiones opuestas de que hace dos semanas eran meros debates hipotéticos entre activistas espaciales ahora han entrado en el centro del discurso político. Damos la bienvenida al desafío. Como la razón es nuestro testimonio y el coraje es nuestra guía, prevaleceremos.
Fuente original: Comunicado de prensa de Mars Society
