Похоже, республиканцы в преддверии президентских выборов активно включили свой административный ресурс. Примечательная статья Ars-technica алармистской направленности, где нативно объясняется, чем чревата смена президентской администрации: сворачиванием сотрудничества НАСА с коммерческими подрядчиками, идеально вписавшимися в стратегию американской «экспансии» глубоко космоса. Известно со слов администраторов из НАСА, что программа Artemis включает в себя не просто корабль и ракету-носитель (планируется готовность к 2024 году), но и специальную платформу-станцию Gateway (планируется готовность к 2023 году) для проживания людей, аналогично МКС, состоящую из двух модулей, куда должен пристыковаться лунный корабль. Предполагается, что на лунную поверхность будет спускаться не корабль, а подъемный аппарат, как это было с Аполлоном, возвращаться он будет не на корабль, а на платформу. Тем удивительнее читать надуманный фарс для избирателей о кораблях, летающих на лунную орбиту по старинке, как когда-то летал Аполлон. Ну всё по классике: Орион -- компромиссный колосс на глиняных ногах, явно соответствует критерию демократов, ведь он "традиционный" подрядчик; и корабли SpaceX -- Dragon и Starship, явные фавориты НАСА, но ущемленные нехорошими демократами, не желающими давать подряд коммерческим кораблям. Ясен посыл: зачем нужен Орион, когда будет Старшип (оба корабля -- межпланетные).
В недавний воскресный день черно-белый космический корабль пронесся через атмосферу, ионизируя молекулы и создавая плазменный ад. Посреди этого огненного шара два астронавта укрылись в маленьком убежище корабля Dragon "Endeavour", поскольку его углеродный тепловой щит хрустел и отслаивался.
Через несколько жарких минут "Индевор" потерял большую часть своей орбитальной скорости. Падая в нижние слои атмосферы, его парашюты разворачивались в аккуратной последовательности, и космический корабль спускался с небес в голубое море. Впервые за 4,5 десятилетия астронавты вернулись из космоса и приводнились в океан, как герои эпохи Аполлона, отправившиеся к Луне (шаттлы-орбитеры, пришедшие на смену кораблям, приземлялись на шасси тормозным парашютом).
Посадка произошла как раз в то время, когда НАСА по указанию вице-президента Майка Пенса срочно начало работу над возвращением людей на Луну к 2024 году. Это титаническая задача для администратора агентства Джима Брайденстайна (республиканец), который находит баланс между политикой, финансированием и техническими препятствиями, чтобы подтолкнуть НАСА и его подрядчиков вперед.
Сразу после спуска Брайденстайн возобновил свое участие в программе Artemis Moon во время пресс-конференции, посвященной приводнению. Надев рубашку поло с логотипом Artemis (Артемида, по легенде, сестра-близнец Аполлона. Аполлон -- первая лунная программа американцев), он сказал: «Мы должны убедиться, что еще одно поколение не упустит эту возможность. Сегодня была великая победа, но это было только начало. Программа Artemis - это наше устойчивое возвращение на Луну».
Затем Брайденстайн добавил следующее замечание: «если мы все сделаем правильно, то получим сильную двухпартийную поддержку, в которой мы нуждаемся».- Это был явный намек на финансирование, необходимое для проведения Artemis. Но что, собственно, означает «делать все правильно»? С технической стороны, это означает использование космического оборудования, которое может выполнить эту работу. С политической точки зрения это означает принятие решений, удовлетворяющее членов Конгресса, оплачивающих счета.
Когда речь заходит о космических кораблях, ракетах и Луне, эти две вещи могут оказаться не совместимы.
Успех Crew Dragon, относительно легкого, скромно оцененного многоразового космического корабля, побудил некоторых инженеров аэрокосмической промышленности предложить космическому агентству отказаться от своего плана использовать более крупные, гораздо более дорогие транспортные средства — те, что отстаивались Конгрессом более десяти лет — для выполнения посадки на Луну.
Со слов эти защитников, после своей успешной посадки в начале августа Crew Dragon зарекомендовал себя. Он побывал в космосе и вернулся с людьми внутри. С некоторыми модификациями он мог бы быть усилен для поддержки более длительных миссий, чтобы доставить астронавтов на лунную орбиту и безопасно вернуться на Землю. Зачем ждать более дорогих правительственных машин, когда коммерческие решения уже под рукой?
«Мы действительно хотим полететь на Луну или нет?» - спрашивает Роберт Зубрин, американский аэрокосмический инженер, основавший Марсианское общество.
Текущий план
За последние 18 месяцев Брайденстайн разработал план, призванный сбалансировать технические и политические проблемы, чтобы добраться до Луны.
Администратор понимает, что коммерческое пространство, возглавляемое SpaceX, активизировалось и полностью предоставлено NASA. Он стремился включить новые компании, как правило, работающие быстрее и за меньшие гарантированные деньги, чем традиционные аэрокосмические фирмы, вроде Boeing, где это возможно, в программу Artemis. Они были допущены к участию в торгах по проектам строительства посадочного модуля для доставки людей с лунной орбиты на поверхность Луны, а также доставки грузов на Луну.
Некоторые члены Конгресса уже высказались по этому поводу. Часть демократов Палаты представителей, в том числе Кендра Хорн из Оклахомы и Эдди Бернис Джонсон из Техаса, утверждали, что коммерческим компаниям не следует позволять строить систему посадки людей. Они говорят, что НАСА должно самостоятельно спроектировать, владеть и эксплуатировать посадочный модуль. До сих пор Брайденстайн был в состоянии противостоять этому.
Но есть красная черта, которую он не смеет переступить. В Сенате влиятельный председатель сенатского комитета по ассигнованиям, республиканец от штата Алабама Ричард Шелби заявил, что люди должны стартовать на Луну внутри космического корабля «Орион», на вершине ракеты космической системы запуска. В целом это можно считать позицией Конгресса. И если у Брайденстайна есть хоть какая-то надежда получить средства от Конгресса на лунный посадочный модуль, он должен играть по этим правилам.
Таким образом, в соответствии с текущим планом, Брайденстайн имеет общие контракты с несколькими различными подрядчиками, как традиционными, так и коммерческими площадями. «Я думаю, что у нас хороший баланс», - говорит Брайденстайн Ars в интервью.
С политической точки зрения его стратегия, похоже, работает, по крайней мере на данный момент. Хотя Artemis не получила всего необходимого финансирования, она все же получает хоть что-то. Но как насчет технической стороны? Есть ли надежда на 2024 год?
Альтернатива серому Дракону
Более чем за месяц до того, как «Индевор» вернулся на Землю, Зубрин и другой ученый-ракетчик, Гомер Хикэм, написали провокационную статью в Washington Post под названием «Отправить Dragon SpaceX на Луну».
Они приводили несколько причин беспокойства по поводу Ориона, но главная из них – масса. При весе 26,5 тонны «Орион» и его служебный модуль очень тяжелы. Из-за этого обхвата ракета системы космического запуска НАСА не может даже вывести Орион на низкую лунную орбиту с достаточной маневренностью, чтобы вернуться на Землю.
«Мы осознаем ту тяжелую работу, которую НАСА и его подрядчики проделали над Orion / SLS, но их просто оставили позади более гибкие коммерческие компании», - написали Зубрин и Хикам. «Dragon не просто дешевле Orion, он намного лучше, потому что он намного легче».
Crew Dragon имеет сухую массу менее 10 тонн и на 50 процентов больше внутреннего пространства, чем капсула Аполлона, которая доставила трех астронавтов на Луну. Тяжелая ракета Falcon от SpaceX способна поднять на лунную орбиту Crew Dragon и «возвратную ступень». Там корабль состыковался бы с лунным спускаемым аппаратом, который доставил бы экипаж на поверхность, в то время как капсула Crew Dragon осталась бы на низкой лунной орбите. После научных исследований на Луне астронавты должны были бы использовать посадочный модуль, чтобы вернуться к Crew Dragon, запустить возвратную ступень и вернуться домой на Землю.
Это было бы тесновато для четырех человек, путешествующих три дня к Луне и три дня обратно. Но «серый» Dragon (цвета Луны), вероятно, будет достаточно вместительным.
Когда его спросили о пригодном для жилья объеме внутри Dragon, астронавт НАСА Боб Бенкен сказал: «Внутри транспортного средства есть область, где люди могут встать со своих мест и иметь свое собственное небольшое пространство». Он добавил: «Я бы не сказал, что это телефонная будка с точки зрения плотной набивки, но она определенно удобна, если в нее поместятся до четырех человек».
Преимущества
Два основных преимущества этого сценария – стоимость и, возможно, скорость.
Сейчас НАСА тратит свыше 3,5 миллиардов долларов в год на «разработку» Ориона и системы космических запусков, которые вряд ли смогут вывести экипажи в космос раньше 2023 года. За эти деньги НАСА могло бы закупить несколько космических кораблей Crew Dragon и тяжелые ракеты Falcon для их запуска.
В своей статье Зубрин и Хикэм приводят аргумент, что, хотя НАСА предприняло похвальные шаги в направлении сотрудничества со SpaceX и другими более чисто коммерческими космическими компаниями в области космических полетов, они могут и должны пойти гораздо дальше.
Сравнение затрат является экстраординарным. Согласно независимой оценке Планетарного общества, НАСА потратило в общей сложности 23,7 миллиарда долларов на разработку космического аппарата Orion, который рассчитан на то, чтобы вывести в глубокий космос до четырех астронавтов в течение 21 дня. Для сравнения, через коммерческую программу Crew NASA инвестировало всего 1,7 миллиарда долларов в корабли Crew Dragon, зарекомендовавшие себя.
Затем идут ракеты-носители. НАСА приближается к общим инвестициям в размере 20 миллиардов долларов в ракету системы космического запуска, которая, вероятно, все еще отстает на 18 месяцев или больше от ее первого испытательного запуска. После этого ожидается, что ракета будет стоить не менее 2 миллиардов долларов за запуск. SpaceX же уже заплатила за всю разработку Falcon Heavy, и это, вероятно, будет стоить НАСА от 150 до 200 миллионов долларов за лунный запуск.
Использование капсулы и ракеты SpaceX также может помочь НАСА достичь Луны к 2024 году, потому что сейчас они проходят летные испытания. Нет никаких гарантий, что Orion —урезанная версия которого совершила испытательный полет в 2014 году – и ракета SLS пройдут свои предстоящие летные испытания.
Но, но, но…
Администратор НАСА Брайденстайн пренебрежительно ответила на вопрос об использовании Dragon вместо Орионов для программы «Artemis». «Я думаю, что важно отметить, что Crew Dragon был специально разработан для низкой околоземной орбиты и, чтобы отправить его на Луну, потребуется тонна модификаций», - сказал он. «Я не говорю, что его невозможно изменить, но, если бы вы изменили его, он был бы очень похож на Орион».
Чтобы понять, насколько трудно будет модифицировать Dragon для лунных Операций, Ars поговорил с Гарретом Рейсманом, бывшим астронавтом НАСА, присоединившийся к SpaceX в 2011 году, чтобы руководить операциями Crew. Он ушел из SpaceX около двух лет назад, но остается консультантом компании. В этой статье он дал понять, что говорит не от имени компании.
Хотя Crew Dragon был разработан для низкой околоземной орбиты, компания не ограничилась этим, сказал Райсман. Он сослался на недолгую программу Red Dragon, которую в свое время компания рассматривала как средство доставки грузов на Марс, прежде чем решила сосредоточиться на Starship. Starship считался лучшим вариантом использования внутренних средств на исследования и разработки, чем разработка Crew или Red Dragon, сказал он.
Поэтому выход за пределы низкой околоземной орбиты потребует некоторых существенных, но осуществимых изменений в космическом аппарате, сказал Рейсман. Система связи Dragon работает через GPS, поэтому ему понадобится новая система связи и навигации. С точки зрения радиации, сказал он, решение этой проблемы для астронавтов относительно просто, но упрочнение электроники потребует некоторой работы. По словам Райсманна, тепловой экран можно сделать относительно легко возвращающимся с Луны. Дополнительные расходные материалы для более длительного путешествия заняли бы весь объем салона.
Еще одно соображение заключается в том, что Falcon Heavy не рассчитан на запуски людей, а это означает, что он не включает в себя различные факторы безопасности, способные повысить его надежность. Однако НАСА могло бы решить эту проблему, запустив Dragon отдельно на Falcon 9 и двигательный модуль на другом Falcon 9. Затем они могли бы состыковаться – процедура, усовершенствованная НАСА во время программы «Джемини» более полувека назад, - и отправиться на Луну.
Извлеченные уроки
Рейсман сказал, что его вывод о программе Artemis заключается не в том, что НАСА должно сосредоточиться на использовании Crew Dragon для лунных миссий, а в том, что агентство и политики должны учиться на своих ошибках.
Одна из причин, по которой Орион стал таким большим и дорогим, заключается в том, что его направления и требования постоянно меняются. Этот аппарат в разное время предназначался для использования в качестве такси космической станции, космического корабля для полетов астронавтов к далеким астероидам и многое другое до его нынешней роли в качестве средства доставки астронавтов на высокую лунную орбиту и обратно. Это потребовало дорогостоящих конструктивных изменений.
НАСА также установило некоторые жесткие требования к Ориону, не принятые ни одним предыдущим космическим аппаратом. Например, в случае разгерметизации требуется, чтобы члены экипажа Ориона оставались в живых в течение семи дней в скафандрах. (Речь даже не о подгузниках, необходимых для такого развития событий)
Это добавляет массу и сложность системе для того, что кажется редкой ситуацией. Но у НАСА есть ряд инженеров, изучающих все возможные отказы космических полетов, и агентство часто склоняется в сторону чрезмерной осторожности, а не практического благоразумия. Как однажды объяснил один бывший старший менеджер НАСА: «Я удивлен, что нам разрешили установить окно в Орионе».
К сожалению, с программой, разработанной и управляемой НАСА, некому отказываться от этой, порой чрезмерно обременительной культуры безопасности. И «Орион», и ракета SLS финансировались за счет контрактов «затраты-плюс», что означает, что НАСА оплачивает все расходы плюс гонорары подрядчикам. Для Orion основным подрядчиком является Lockheed Martin. Хотя инженеры компании, возможно, думали, что семь дней в костюмах – это нелепое требование, возражать им не выгодно. Скорее, это просто означает более продолжительный контракт и больше гонорара.
Одним из преимуществ коммерческого подхода, использующего контракты с фиксированной ценой, является то, что он дает подрядчикам возможность отказаться от таких требований, говорит Рейсман.
«Фундаментальный урок, необходимый извлечь из успеха коммерческого Crew, заключается в том, что он подтверждает модель партнерства», - сказал он. - Твердая, фиксированная цена против затраты-плюс - вот настоящий вывод. Это показывает, что эта модель работает невероятно эффективно и что мы должны делать больше вещей таким образом, включая Artemis».
Какую роль играет политика
В одном из интервью Зубрин сказал Ars, что признает трудные политические расчеты, с которыми сталкивается Брайденстайн. Потребовался бы кто-то из высокопоставленных лиц в Белом доме, возможно, вице-президент, чтобы решить, что НАСА должно принять более чисто коммерческий подход к Artemis.
Пенс возглавляет Национальный совет по космосу, и президент Дональд Трамп предоставил ему широкие полномочия для определения космической политики. Сам Пенс призвал к созданию программы «Artemis» и установил агрессивный график до 2024 года. Так что же он думает о Dragon?
В ответ на запрос канцелярия вице-президента представила это заявление исполнительного секретаря Национального космического совета Скотта Пейса.
«Вице-президент полностью привержен выполнению поручения Президента о возвращении американцев на Луну к 2024 году и подготовке к будущим человеческим миссиям на Марс», - пишет Пейс. «Как сказал вице-президент, администрация выполнит эту задачу «любыми необходимыми средствами», и он уверен, что НАСА справится с этой задачей»
Президент Трамп может быть заменен Джо Байденом в Белом доме. Или, что не менее важно, сенатское большинство может стать демократическим, значительно ослабив власть сенатора Шелби, чтобы выдвинуть непреклонные требования к НАСА и Artemis.
Наконец, существует реальность того, что Соединенные Штаты возьмут большие заемные средства, чтобы выбраться из кризиса с коронавирусом. В какой-то момент ремни придется затянуть потуже. Если бы НАСА могло иметь программу исследования дальнего космоса на 4 миллиарда долларов в год меньше, сократив затраты на Орион и систему космических запусков, некоторые политики посчитали бы это привлекательным.
