¿Qué hay de nuevo en la nueva carrera espacial?

Es 2015, y el espacio es genial otra vez..

SpaceX ha rejuvenecido el interés público en el espacio y ya está tramando una misión a Marte. Forbes está haciendo perfiles en nuevas empresas de minería de asteroides. Una coalición de compañías privadas está construyendo un puerto espacial en Nuevo México. Es el período más emocionante para la exploración espacial desde la última misión lunar en 1972.

Durante esa misión, el astronauta Eugene Cernan terminó la última caminata lunar de la humanidad con estas palabras:

“Mientras tomo los últimos pasos del hombre desde la superficie [...] me gustaría enumerar lo que creo que la historia registrará: que el desafío de Estados Unidos de hoy ha forjado el destino del hombre del mañana. Y, cuando dejamos la Luna en Taurus Littrow, nos vamos como venimos y, si Dios quiere, como volveremos, con paz y esperanza para toda la humanidad. Godspeed la tripulación del Apolo 17.”

En los 43 años desde que pronunció esas palabras, han sucedido muchas cosas. La Unión Soviética cayó. La tecnología informática explotó. El Concorde vino y se fue. Pero, nunca volvimos a la luna. De hecho, los humanos no han estado fuera de la órbita terrestre baja desde que regresó el Apolo 17.

Enviamos algunas sondas y aterrizamos robots en Marte. Construimos el transbordador y la ISS. Nada de eso es innovador. El primer cohete en alcanzar la órbita terrestre baja lo hizo en 1961. El primero “exitoso” La sonda de Marte aterrizaría una década más tarde en 1971. La primera estación espacial subió en 1971. La falta de innovación sofocó el interés público en el espacio y mató a la ópera espacial como género..

¿Qué salió mal? ¿Qué le pasó a la NASA? ¿Y qué está cambiando ahora? Volvamos el reloj.

Destino: estancamiento

No hay forma de contar esta historia sin darle un papel protagonista al presupuesto de la NASA (o, más bien, la falta de él). Aquí hay un gráfico del presupuesto de la NASA desde la era Apolo.

Claramente, ha habido algunos recortes. A medida que la Guerra Fría disminuía a principios de los años 70, se hizo evidente que los temores de la superioridad tecnológica comunista habían sido exagerados. La narrativa de la carrera espacial se vino abajo, al igual que el apoyo público al costoso programa Apollo. Con la guerra de Vietnam ya mal, Nixon decidió cancelar en silencio las últimas misiones y terminar con Apolo. De alguna manera, este había sido el plan desde el principio..

En 1968, George Trimble, Director Adjunto del Centro de Naves Espaciales Tripuladas (MSC) de la NASA envió un memorando solicitando que el programa Apollo tuviera una longitud finita y un punto final bien definido.

“[...] que la realización del primer aterrizaje lunar y el regreso seguro de la tripulación se definan como el final del Programa Apolo. Esto dará un final nítido que todos pueden entender y será el programa de costo mínimo. El Programa de Exploración Lunar, o cualquier nombre seleccionado, tendrá un conjunto definible [sic] y se puede planificar y defender como una unidad. Esto evitará que el Programa Apolo se arrastre a una terminación mal definida ... ”

Se suponía que el programa Apolo sería seguido con un viaje a Marte, o una base lunar a largo plazo. En cambio, después de los recortes de fondos, se tomó la decisión de hacer la transición a la exploración espacial orbital, incluida la construcción de una gran estación espacial. Muchos observadores han echado la culpa del estancamiento actual del espacio a los pies de los reguladores miopes y centavos. Esta es una narración que me gustaría desafiar.

Si bien el recorte presupuestario de la NASA fue un factor en el declive de la exploración espacial estadounidense, está lejos de ser la historia completa. Gran parte de la culpa recae en la propia NASA. Perdió el foco y se vio envuelto en costosos callejones sin salida tecnológicos..

Considere esto: desde la era Apolo, el presupuesto de la NASA se ha reducido alrededor de 50% - pero eso no es impactante.

Los esfuerzos básicos de I + D en los cohetes absorbieron gran parte del dinero extra. Después de que se realizó esa I + D para el Saturno V, cada lanzamiento a la luna costó apenas $ 375 millones en 1970 (alrededor de $ 2.5 mil millones en dólares de 2015). El presupuesto moderno de la NASA de aproximadamente $ 15 mil millones es suficiente para mantener misiones lunares regulares, si eso fuera una prioridad.

Contrariamente a la creencia popular. - el factor limitante no es financiero.

Si una misión lunar no te emociona, ¿qué pasa con Mars Direct? La arquitectura meticulosamente presupuestada para una misión tripulada a Marte y viceversa costaría alrededor de $ 50 mil millones. Si la NASA dedicó cinco años a la perspectiva, está lejos de estar fuera de alcance.

Entonces, ahora que vemos lo que podríamos haber comprado ... ¿qué hicimos con el dinero??

Estaciones y Shuttles

Hablemos de la ISS.

El ISS fue subsidiado al distribuirlo entre muchos países, todos los cuales se beneficiarían del PR y la investigación generada por él. El desglose de los costos es esclarecedor..

Estados Unidos gastó $ 72.4 mil millones para construir sus piezas de la estación, y $ 50.4 mil millones más para ponerla en órbita, con un gran gasto total de $ 120.8 mil millones. Las inversiones de Rusia, Japón, la UE y Canadá suman solo $ 24 mil millones combinados. Tanto por 'repartir el costo'

¿Qué tan eficiente es la ISS en comparación con las estaciones espaciales anteriores??

La ISS es una marcada desviación de las estaciones espaciales anteriores. Está construido con módulos más pequeños en una configuración más compleja que la anterior. “habitación individual” estaciones Esta es una tecnología interesante, pero cara..

Lanzado inmediatamente después del final del programa Apollo, nuestra primera estación (“Skylab”) costó $ 10 mil millones en dólares modernos para construir. Tenía un volumen interno de unos 360 metros en cubos. La ISS cuesta alrededor de $ 150 mil millones con un volumen de 907 metros cúbicos. Los Estados Unidos podrían haber gastado $ 30 mil millones y lanzar tres módulos del tamaño de un laboratorio Sky y construir una estación más grande que la ISS por menos de un cuarto del costo. Los sobrantes de $ 90 mil millones podrían haber pagado un viaje a Marte y veinte misiones lunares.

Considere el transbordador espacial en sí, la forma más visible de exploración espacial desde el programa Apollo. La NASA creía que al construir un avión espacial reutilizable, sería posible reducir el costo de mover personas y carga a la órbita terrestre baja.

Los aviones espaciales han sido un fracaso colosal en términos de reducción del costo de lanzamiento: la masa y la complejidad añadidas más que eliminan los beneficios de la reutilización. Los vehículos desechables de estilo antiguo como el Protón ruso cuestan alrededor de $ 2300 por libra de carga. El transbordador cuesta alrededor de $ 8000 por libra, más del triple de los costos..

Peor aún, el complejo escudo térmico y la necesidad de refuerzos secundarios hicieron que el transbordador fuera peligroso como vehículos espaciales. De los cinco transbordadores, dos explotaron y el 1.5% de las misiones terminaron en muertes.

El fracaso del Shuttle como una medida de ahorro de costos debe haber quedado claro al principio del proceso de diseño, pero la NASA siguió adelante, ejecutando el programa del transbordador de 1981 a 2011. Eso es tres décadas de desperdicio horrible. El programa de transporte costó $ 209 mil millones. El dinero ahorrado simplemente usando vehículos que ya teníamos Sería más de $ 100 mil millones por ahora. Eso es suficiente para ir a Marte y regresar dos veces, poner botas en el suelo en el planeta rojo para responder preguntas fundamentales sobre los orígenes de la vida..

La NASA ha llegado a la idea de que el programa del transbordador fue un error. En 2005, el jefe de la NASA Michael Griffin le dijo a USA Today

“Ahora se acepta comúnmente que no era el camino correcto […] Ahora estamos tratando de cambiar el camino mientras hacemos el menor daño posible.”

Lo que hubiera sido posible sin el programa de transporte?

Considere el vehículo Dragon de SpaceX, una modernización de los diseños de cohetes más tradicionales. El Dragon V1 puede transportar 13,228 libras de carga, a un costo neto de aproximadamente $ 13 millones, o un poco menos de $ 1000 por libra, ocho veces menos que el transbordador, y menos de la mitad del costo del viejo Proton. Este es un vehículo que solo ha estado en desarrollo durante unos años, y fue creado con una pequeña fracción del presupuesto de la NASA. Se espera que la próxima iteración, el Dragon V2, que será reutilizable, baje el precio mucho más (quizás por debajo de $ 500 por libra).

El Dragon V2 utilizará una cápsula de reentrada en forma de gota de goma simple y robusta del tipo utilizado por todo, desde el programa Gemini hasta el Soyuz. La innovación es el uso de pequeños cohetes para permitir que la cápsula realice un aterrizaje controlado en lugar de un chapoteo, una característica que fueron pioneros con el “saltamontes” prototipo. Esto es mucho más simple que intentar construir un avión espacial, y probablemente mucho más barato.

El tema común aquí podría llamarse “progreso falso”. La NASA ha desperdiciado una asombrosa cantidad de dinero persiguiendo técnicas “avances” eso no fueron mejoras. Los planos espaciales y los hábitats espaciales modulares no son buenas ideas en el mundo real..

Quizás un problema es que la NASA no tiene la influencia correctora de las presiones del mercado. Las fuerzas del mercado tienden a eliminar este tipo de desperdicio, ya que los competidores con tecnología mejor y más barata ganan. En un próspero mercado de exploración espacial, los aviones espaciales seguirían siendo una nota al pie olvidada, Nintendo Virtual Boy 4 Productos de Nintendo que estaban muy adelantados a su tiempo 4 Productos de Nintendo que estaban muy adelantados a su tiempo Nintendo siempre ha sido una compañía innovadora, pero productos menos conocidos se adelantaron a su tiempo. de vehículos de lanzamiento.

La NASA también es vulnerable a las presiones políticas del tipo miope. Planos espaciales Mira como el futuro si eres un político que nunca ha tomado una clase de ingeniería. Tal vez puedan imaginar a sus nietos subiéndose a bordo de uno en un aeropuerto algún día, por lo que presionan el programa sobre las quejas de los ingenieros. Construir una estación espacial en cooperación con otras cuatro naciones suena como una gran idea, siempre que seas un político que esté más interesado en los titulares que en la ciencia. La NASA de los últimos cuarenta años es un vívido ejemplo de lo que sucede cuando dejas que la política tome el lugar de la prudencia científica..

¿Quién mató a la ópera espacial??

La gente reacciona emocionalmente a las críticas de la NASA. Permítanme aclarar que esta crítica no proviene del odio a la exploración espacial. No estoy molesto por la carga fiscal impuesta por la NASA, que es mínima. Estoy molesto porque no estamos obteniendo tanta exploración espacial como podríamos por el dinero que estamos gastando. Algunas cosas hermosas y fascinantes Experimente la exploración espacial en 3D en las visualizaciones de la NASA Experimente la exploración espacial en 3D en las visualizaciones de la NASA ¿Es usted un compañero explorador espacial? Si tuviera la oportunidad de experimentar lo que es ser un astronauta, o incluso uno de los muchos equipos de soporte técnico que respaldan la exploración espacial, ¿podría ... haber salido de la ISS y los programas de transbordadores? Es triste pensar en lo que pudo haber sido.

La reciente explosión del progreso espacial está llegando, no de la NASA, sino de un puñado de pequeñas empresas privadas con un fuerte motivo de ganancias para reducir costos y una devoción ideológica a la causa de la exploración espacial asequible..

SpaceX despojado de todo el brillo de relaciones públicas es emocionante Elon Musk vs. Richard Branson: la carrera por Internet satelital barato Elon Musk vs. Richard Branson: la carrera por Internet satelital barato Más de cuatro mil millones de personas no tienen acceso a Internet. ¿Cómo arreglamos eso? La respuesta yace sobre nuestras cabezas ... Su fundador y propietario, Elon Musk, lo ve como un esfuerzo heroico para salvaguardar a la humanidad contra la extinción..

“Es gracioso, no todos aman a la humanidad. Ya sea explícita o implícitamente, algunas personas parecen pensar que los humanos son una plaga en la superficie de la Tierra. Dicen cosas como, “La naturaleza es tan maravillosa; las cosas siempre son mejores en el campo donde no hay gente alrededor.” Implican que la humanidad y la civilización son menos buenas que su ausencia. Pero no estoy en esa escuela. Creo que tenemos el deber de mantener la luz de la conciencia, para asegurarnos de que continúe en el futuro..”

Musk es solo el portador más reciente de esta filosofía de exploración espacial. Los científicos han visto la exploración espacial como un imperativo moral durante cientos de años. En 1610, Kepler le escribió a Galileo sobre la posibilidad de un viaje humano a los otros planetas del sistema solar recientemente descubiertos..

“Creemos vasijas y velas ajustadas al éter celestial, y habrá muchas personas sin miedo a los desechos vacíos. Mientras tanto, prepararemos, para los valientes viajeros del cielo, mapas de los cuerpos celestes..”

Ese es el sueño que impulsó a Galileo, Werner Von Braun y Elon Musk, y es un sueño que, finalmente, comienza a hacerse realidad. Hoy, las compañías espaciales privadas están extendiendo los límites de lo que es posible. El interés público en el espacio existe claramente ¿Podemos contribuir a la exploración espacial? Estas 7 herramientas en línea dicen que podemos ¿Podemos contribuir a la exploración espacial? Estas 7 herramientas en línea dicen que podemos ¿Qué pasa con el hombre en la acera? ¿El estudiante de secundaria en la clase de ciencias? ¿La madre que alguna vez soñó con prepararse para un vuelo espacial? ¿Seguirán existiendo sueños, o pueden contribuir a ..., y como lo demuestra el boom, también lo hace el dinero? Lo que es necesario es la voluntad política e institucional para asumir grandes riesgos sin perder de vista la practicidad. Esto implicará abandonar algunos proyectos menos ambiciosos que ya están en marcha, lo que será controvertido..

También valdrá la pena. Hay mucho en juego aquí: si permitimos que el nuevo auge espacial se esfuma, nos enfrentaremos a más décadas de ciencia retardada, proyectos de vanidad, desperdicio de dinero y ambiciones desaprovechadas.

No puedo imaginar nada más deprimente..

Créditos de imagen: NASA Space Shuttle Endeavour, por Andrew Adams, Diagrama del transbordador espacial soviético, Steve Jurvetson, CATS instalado en la ISS, por GSFC, US Seaboard At Night de la ISS, Observatorio de la Tierra de la NASA, Moon Shadow de James Jordan, Apollo 11 East Crater Panorama de GSFC, Red Dragon de SpaceX, SpaceX Dragon de Kevin Gill