Cosa c'è di nuovo nella nuova corsa allo spazio?

È il 2015, e lo spazio è di nuovo bello.

SpaceX ha ringiovanito l'interesse pubblico nello spazio e sta già pianificando una missione su Marte. Forbes sta facendo profili sulle startup di mining di asteroidi. Una coalizione di compagnie private sta costruendo uno spazioporto nel Nuovo Messico. È il periodo più eccitante per l'esplorazione dello spazio dall'ultima missione sulla Luna del 1972.

Durante questa missione, l'astronauta Eugene Cernan ha concluso l'ultima passeggiata lunare dell'umanità con queste parole:

“Mentre passo gli ultimi passi dell'uomo dalla superficie [...] mi piacerebbe solo elencare ciò che credo che la storia registrerà: che la sfida americana di oggi ha forgiato il destino dell'uomo di domani. E, mentre lasciamo la Luna al Taurus Littrow, partiamo quando arriviamo e, a Dio piacendo, come ritorneremo, con pace e speranza per tutta l'umanità. Godspeed l'equipaggio di Apollo 17.”

Nei 43 anni da quando ha pronunciato queste parole, è successo molto. L'Unione Sovietica cadde. La tecnologia informatica è esplosa. Il Concorde andava e veniva. Ma non siamo mai tornati sulla luna. In realtà, gli umani non sono stati esclusi dall'orbita terrestre bassa da quando l'Apollo 17 è tornato.

Abbiamo inviato alcune sonde e abbiamo fatto atterrare i robot su Marte. Abbiamo costruito la navetta e la ISS. Niente di tutto ciò è innovativo. Il primo razzo a raggiungere l'orbita terrestre bassa lo fece nel 1961. Il primo “riuscito” La sonda di Marte sarebbe stata abbattuta un decennio dopo, nel 1971. La prima stazione spaziale risalì al 1971. La mancanza di innovazione soffocò l'interesse pubblico nello spazio e uccise l'opera spaziale come un genere.

Cosa è andato storto? Cosa è successo alla NASA? E cosa sta cambiando ora? Riprendiamo l'orologio.

Destinazione: ristagno

Non c'è modo di raccontare questa storia senza dare un ruolo da protagonista al bilancio della NASA (o, piuttosto, la sua mancanza). Ecco un grafico del budget della NASA sin dall'epoca di Apollo.

Chiaramente, ci sono stati alcuni tagli. Mentre la Guerra Fredda si dissolveva nei primi anni '70, divenne chiaro che i timori di superiorità tecnologica comunista erano stati esagerati. La narrativa sulla corsa allo spazio si è sgretolata, così come il sostegno pubblico al costoso programma Apollo. Con la guerra del Vietnam che sta già andando male, Nixon ha scelto di cancellare tranquillamente le ultime missioni e porre fine ad Apollo. In un certo senso, questo era stato il piano sin dall'inizio.

Nel 1968, George Trimble, vicedirettore del Manned Spacecraft Center (MSC) della NASA ha inviato un promemoria per chiedere che il programma Apollo abbia una lunghezza finita e un punto finale ben definito.

“[...] che la realizzazione del primo sbarco lunare e il ritorno sicuro dell'equipaggio siano definiti come la fine del Programma Apollo. Questo darà un finale nitido che tutti possono capire e sarà il programma di costo minimo. Il Lunar Exploration Program, o qualunque nome sia selezionato, avrà un insieme definibile [sic] e può essere pianificato e difeso come un'unità. Questo eviterà che il Programma Apollo si trascini verso una terminazione mal definita ... ”

Si presumeva che il programma Apollo sarebbe stato seguito da un viaggio su Marte o da una base lunare a lungo termine. Invece, dopo i tagli ai finanziamenti, è stata presa la decisione di passare all'esplorazione spaziale orbitaria, compresa la costruzione di una grande stazione spaziale. Un sacco di osservatori hanno dato la colpa dell'attuale ristagno di spazio ai piedi di regolatori miopi e da penny. Questa è una storia che mi piacerebbe sfidare.

Mentre la riduzione del budget NASA è stata un fattore nel declino dell'esplorazione spaziale americana, è lontana dall'intera storia. Gran parte della colpa è della NASA stessa. Ha perso la concentrazione e si è impigliato in costosi traguardi tecnologici.

Considera questo: dall'era Apollo, il budget della NASA è caduto circa il 50% - ma non è scioccante.

Gli sforzi di ricerca e sviluppo di base sui missili hanno assorbito gran parte del denaro extra. Dopo che la R & S fu completata per Saturn V, ogni lancio lunare costò solo $ 375 milioni nel 1970 (circa $ 2,5 miliardi nel 2015 dollari). Il budget moderno della NASA di circa $ 15 miliardi è sufficiente per sostenere regolari missioni lunari, se questa fosse una priorità.

Contrariamente alla credenza popolare - il fattore limitante non è finanziario.

Se una missione lunare non ti eccita, che dire di Mars Direct? L'architettura a ossa nude meticolosamente preventivata per una missione con equipaggio su Marte e ritorno costerebbe circa 50 miliardi di dollari. Se la NASA ha dedicato cinque anni alla prospettiva, è tutt'altro che irraggiungibile.

Quindi, ora che vediamo quello che avremmo potuto comprare ... cosa invece abbiamo fatto con i soldi?

Stazioni e navette

Parliamo della ISS.

L'ISS è stato sovvenzionato diffondendolo tra molti paesi, i quali beneficerebbero del PR e della ricerca da esso generata. La ripartizione dei costi è illuminante.

Gli Stati Uniti hanno speso $ 72,4 miliardi per costruire i propri pezzi della stazione, e altri $ 50,4 miliardi per portarlo in orbita, per una spesa totale di $ 120,8 miliardi. Gli investimenti di Russia, Giappone, UE e Canada ammontano a soli $ 24 miliardi messi insieme. Così tanto per 'diffondere il costo'

Quanto è efficiente l'ISS rispetto alle passate stazioni spaziali?

L'ISS è una forte partenza dalle stazioni spaziali del passato. È costruito con moduli più piccoli in una configurazione più complessa rispetto al precedente “stanza singola” stazioni. Questa è una tecnologia interessante, ma costosa.

Lanciato immediatamente dopo la fine del programma Apollo, la nostra prima stazione (“laboratorio spaziale”) costano $ 10 miliardi in dollari moderni da costruire. Aveva un volume interno di circa 360 metri cubi. La ISS è costata circa $ 150 miliardi con un volume di 907 metri cubi. Gli Stati Uniti avrebbero potuto spendere $ 30 miliardi e lanciato tre moduli di dimensioni Sky-lab e costruito una stazione più grande della ISS per meno di un quarto del costo. Gli avanzi di $ 90 miliardi avrebbero potuto pagare un viaggio su Marte e venti missioni lunari.

Considera lo space shuttle stesso, la forma più visibile di esplorazione dello spazio dal programma Apollo. La NASA riteneva che con la costruzione di un piano spaziale riutilizzabile, sarebbe stato possibile ridurre il costo di spostamento di persone e merci verso l'orbita terrestre bassa.

Gli aerei spaziali sono stati un colossale fallimento in termini di riduzione dei costi di lancio: la massa e la complessità aggiunte più che cancellare qualsiasi beneficio derivante dalla riusabilità. Veicoli usa e getta antiquati come il Proton russo costano circa $ 2300 per libbra di carico. La navetta costa circa $ 8000 per libbra, più del triplo dei costi.

Peggio ancora, il complesso scudo termico e la necessità di booster secondari rendevano lo shuttle pericoloso come veicoli spaziali. Delle cinque navette, due sono esplose e l'1,5% delle missioni è finito in incidenti mortali.

Il fallimento dello Shuttle come misura di risparmio dei costi doveva essere stato chiaro nelle prime fasi del processo di progettazione, ma la NASA continuò a lavorare sul programma shuttle dal 1981 al 2011. Sono tre decenni di rifiuti orribili. Il programma navetta costò $ 209 miliardi. I soldi risparmiati solo usando veicoli che avevamo già sarebbero più di $ 100 miliardi ormai. Basta andare su Marte e tornare due volte, mettendo gli stivali a terra sul pianeta rosso per rispondere a domande fondamentali sulle origini della vita.

La NASA ha scoperto che il programma navetta è stato un errore. Nel 2005, il capo della NASA Michael Griffin ha dichiarato a USA Today

“È ormai comunemente accettato che non era la strada giusta [...] Stiamo ora cercando di cambiare il percorso facendo il minor danno possibile.”

Cosa sarebbe stato possibile senza il programma navetta?

Considera il veicolo Dragon di SpaceX, una modernizzazione dei progetti di razzi più tradizionali. Il Dragon V1 può trasportare 13.228 libbre di carico, ad un costo netto di circa $ 13 milioni, o poco meno di $ 1000 per libbra - otto volte meno dello shuttle, e meno della metà del costo del vecchio Proton. Questo è un veicolo che è stato solo in sviluppo per alcuni anni, ed è stato creato su una piccola parte del budget della NASA. La prossima iterazione, Dragon V2, che sarà riutilizzabile, dovrebbe far scendere il prezzo molto più in là (forse fino a meno di $ 500 per libbra).

Dragon V2 utilizzerà una capsula di rientro a forma di goccia di gomma semplice e robusta del tipo utilizzato da tutto, dal programma Gemini alla Soyuz. L'innovazione è l'uso di piccoli razzi per consentire alla capsula di effettuare un atterraggio controllato invece di uno splashdown, una caratteristica che hanno sperimentato con il “cavalletta” prototipo. Questo è molto più semplice del tentativo di costruire un piano spaziale, e probabilmente molto più economico.

Il tema comune qui potrebbe essere chiamato “falso progresso”. La NASA ha sprecato una sorprendente quantità di denaro perseguendo gli aspetti tecnici “avanzamenti” non erano miglioramenti I piani spaziali e gli habitat spaziali modulari non sono buone idee nel mondo reale.

Forse un problema è che la NASA non ha l'influenza correttiva delle pressioni del mercato. Le forze di mercato tendono ad eliminare questo tipo di spreco, in quanto i concorrenti con una tecnologia migliore e più economica hanno la meglio. In un fiorente mercato di esplorazione dello spazio, gli aerei spaziali rimarrebbero una nota dimenticata, i prodotti Nintendo Virtual Boy 4 Nintendo che erano avanti ai tempi 4 Prodotti Nintendo che erano avanti ai tempi Nintendo è sempre stata un'azienda innovativa, ma anche i loro i prodotti meno conosciuti erano in anticipo sui tempi. Ulteriori informazioni sui veicoli di lancio.

La NASA è anche vulnerabile alle pressioni politiche del tipo miope. Aerei spaziali Guarda come il futuro se sei un politico che non ha mai preso una lezione di ingegneria. Forse riescono a immaginare i loro nipotini che salgono a bordo di uno in un aeroporto un giorno, quindi spingono il programma sulle lamentele degli ingegneri. Costruire una stazione spaziale in collaborazione con altre quattro nazioni suona come una grande idea, purché tu sia un politico che è più interessato ai titoli che alla scienza. La NASA degli ultimi quarant'anni è un vivido esempio di ciò che accade quando lasci che la politica prenda il posto della prudenza scientifica.

Who Killed the Space Opera?

Le persone reagiscono emotivamente alle critiche della NASA. Permettetemi di chiarire che questa critica non proviene da un odio per l'esplorazione dello spazio. Non sono arrabbiato per il carico fiscale imposto dalla NASA, che è minimo. Sono sconvolto dal fatto che non stiamo ottenendo quasi l'esplorazione dello spazio che potremmo essere per i soldi che stiamo spendendo. Alcune cose belle e affascinanti Esperienza Esplorazione dello spazio in 3D alla NASA Esperienze Esplorazione dello spazio in 3D alle visualizzazioni della NASA Sei un compagno di esplorazione spaziale? Se hai avuto l'opportunità di provare cosa vuol dire essere un astronauta, o anche una delle tante squadre di supporto tecnico che supportano l'esplorazione spaziale, vorresti ... Read More è uscito dai programmi della ISS e della navetta. È solo triste pensare a cosa potrebbe essere stato.

La recente esplosione del progresso spaziale sta arrivando, non dalla NASA, ma da una manciata di piccole aziende private con un forte motivo di profitto per ridurre i costi e una devozione ideologica alla causa dell'esplorazione dello spazio a prezzi accessibili.

SpaceX spogliato di tutto il glitz del PR è eccitante Elon Musk contro Richard Branson: La corsa per Internet via satellite economico Elon Musk contro Richard Branson: La corsa per Internet via satellite economico Oltre quattro miliardi di persone non hanno accesso a Internet. Come lo ripariamo? La risposta giace sulle nostre teste ... Leggi altro. Il suo fondatore e proprietario, Elon Musk, lo considera uno sforzo eroico per salvaguardare l'umanità dall'estinzione.

“È divertente, non tutti amano l'umanità. O esplicitamente o implicitamente, alcune persone sembrano pensare che gli umani siano una piaga sulla superficie della Terra. Dicono cose del genere, “La natura è così meravigliosa; le cose sono sempre meglio in campagna dove non ci sono persone in giro.” Implica che l'umanità e la civiltà sono meno buone della loro assenza. Ma io non sono in quella scuola. Penso che abbiamo il dovere di mantenere la luce della coscienza, per assicurarci che continui nel futuro.”

Il muschio è solo il più recente portatore di questa filosofia dell'esplorazione dello spazio. Gli scienziati hanno visto l'esplorazione dello spazio come un imperativo morale per centinaia di anni. Nel 1610, Keplero scrisse a Galileo della possibilità di un viaggio umano verso gli altri pianeti del sistema solare scoperti di recente.

“Cerchiamo di creare vasi e vele adattati all'etere celeste, e ci saranno molte persone che non hanno paura delle distese vuote. Nel frattempo prepareremo, per i coraggiosi viaggiatori del cielo, le mappe dei corpi celesti.”

Questo è il sogno che ha spinto Galileo, Werner Von Braun ed Elon Musk - ed è un sogno che, finalmente, sta iniziando a diventare realtà. Oggi le compagnie spaziali private stanno allungando i limiti di ciò che è possibile. Esiste chiaramente l'interesse pubblico nello spazio Possiamo contribuire all'analisi spaziale? Questi 7 strumenti online dicono che possiamo contribuire all'analisi spaziale? Questi 7 strumenti online dicono che possiamo sapere l'uomo sul marciapiede? Il liceale nella classe di scienze? La madre che un tempo sognava di adattarsi per un volo spaziale? Riusciranno i sogni a rimanere così, o potranno contribuire a ... Leggi di più, e come dimostra il boom - così come i soldi. Ciò che è necessario è la volontà politica e istituzionale di correre grandi rischi senza perdere di vista la praticità. Ciò comporterà l'abbandono di alcuni progetti meno ambiziosi già in corso, che saranno controversi.

Ne varrà anche la pena. C'è molto in gioco qui: se permettiamo al nuovo boom dello spazio di svanire, ci attendono più decenni di scienza ritardata, progetti di vanità, denaro sprecato e speranze sprecate.

Non riesco a immaginare niente di più deprimente.

Crediti immagine: NASA Space Shuttle Endeavour, di Andrew Adams, Space Shuttle Diagram sovietico, Steve Jurvetson, CATS installato su ISS, GSFC, US Eastern Seaboard At Night dall'ISS, NASA's Earth Observatory, Moon Shadow di James Jordan, Apollo 11 East Crater Panorama di GSFC, Red Dragon di SpaceX, SpaceX Dragon di Kevin Gill

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