Załogowa misja NASA na Marsa w 2033 roku? No can do

Koncepcja statku Deep Space Transport, który transportowałby astronautów na i z Marsa. Źródło: Boeing

W niezależnym raporcie stwierdzono, że NASA nie ma szans na wysłanie ludzi na Marsa do 2033 r. Najwcześniej tego typu misja ma szansę na realizację dopiero pod koniec lat 30.

Raport, napisany jeszcze przed przemówieniem z 26 marca, w którym wiceprezydent USA Mike Pence polecił NASA powrót ludzi na Księżyc do 2024 r., opisuje koszty potencjalnego powrotu na Księżyc oraz to jak wpisują się one w długoterminowe plany wysyłania ludzi na Marsa.

NASA zawarła umowę z Instytutem Polityki Naukowej i Technologicznej (STPI) n przygotowanie raportu, który Kongres polecił agencji stworzyć w akcie autoryzacyjnym NASA z 2017 roku. Ustawa ta w szczególności wzywała do technicznej i finansowej oceny „załogowej misji na Marsa, która miałaby wystartować w 2033 roku”.

STPI, na polecenie NASA, wykorzystała strategię, którą agencja opisała w raporcie „Exploration Campaign”, który przewiduje dalsze stosowanie rakiety Space Launch System (SLS) i Oriona oraz rozwój stacji Gateway w latach dwudziestych. Następnie miałby powstać Deep Space Transport (DST), załogowy statek kosmiczny, który miałby podróżować między orbitą cislunarną a Marsem i z powrotem. NASA opracowałaby także lądowniki księżycowe, które są powiązane z systemem wspierającym misje załogowe na powierzchnię Księżyca, jednocześnie pracując nad systemami do późniejszych misji na powierzchnię Marsa.

Ta praca, jak stwierdzono w raporcie STPI, potrwa zbyt długo, aby można było przeprowadzić misję już w 2033 roku. „Okazało się, że nawet bez ograniczeń budżetowych misja na orbitę Marsa w 2033 roku jest nierealna w kontekście obecnych i potencjalnych planów NASA”, czytamy w raporcie. „Nasza analiza sugeruje, że misję orbitalną na Marsa można przeprowadzić nie wcześniej niż w oknie orbitalnym 2037 roku, jeżeli nie będziemy zakładali intensywnego rozwoju technologii, opóźniania harmonogramu, wzrostu kosztów i ryzyka przekroczenia budżetu”.

Harmonogram ten wynika z zagrożeń technologicznych związanych w szczególności z rozwojem statku Deep Space Transport, w tym systemów podtrzymywania życia i napędu, które wymagają długiego czasu realizacji. Jak wynika z raportu, misja na Marsa w 2033 r. musiałaby mieć przetestowane technologie krytyczne do 2022 r., co jest mało prawdopodobne. W raporcie stwierdzono, że kontynuowanie prac nad misją bez opracowania tych technologii „radykalnie zwiększy ryzyko technologiczne i niedotrzymania terminów w zakresie budowy DST i może zmusić do modyfikacji całego projektu DST, jeśli którykolwiek z programów testowania technologii odkryje ich problemy”.

Ponadto początkowi studenci „fazy A” ogólnego projektu DST musieliby rozpocząć prace w roku fiskalnym 2020, co jest również mało prawdopodobne, ponieważ badania handlowe dotyczące projektu DST jeszcze się nie rozpoczęły. Raport STPI ostrzega również, że próba ograniczenia harmonogramów poprzez niestosowanie istniejących standardowych praktyk NASA przy opracowywaniu programów „prowadziłaby do bardzo wysokiego ryzyka w zakresie technologii, harmonogramu i przekroczenia kosztów”.

„W ten sposób”, podsumowuje raport, „misja na orbitę Marsa w 2033 r. jest nierealna z punktu widzenia rozwoju technologii i harmonogramu”. Następne okno startu, w 2035 r., również uznano za nieosiągalne z powodu prac nad rozwojem technologii, które przesuwają najwcześniejszą datę staru misji do następnego okna startowego w 2037 roku.

STPI oszacował również koszt przeprowadzenia tej pierwszej misji marsjańskiej w 2037 roku. W raporcie oszacowano całkowity koszt tylko tych elementów potrzebnych do misji marsjańskiej, w tym rakiety SLS, statku Orion, stacji Gateway, statku DST i innych, na 120,6 mld USD w roku fiskalnym 2037. Z tej sumy dotychczas wydano 33,7 mld USD na rozwój SLS i Oriona oraz powiązane systemy naziemne.

Suma ta obejmuje 29,2 mld USD na statek DST, przy czym liczba ta jest bardzo przybliżona, zważając na fakt, że wciąż niewiele wiadomo o projekcie, w związku z czym trudno oszacować koszt rozwoju i budowy statku. Zamiast tego STPI wykorzystało koszt opracowania Oriona jako przybliżenie kosztu budowy DST. Z kolei w raporcie oszacowano koszt stacji Gateway na mniej niż 6 miliardów dolarów na różne moduły, częściowo dlatego, że niektóre moduły byłyby wnoszone przez partnerów międzynarodowych, nie generując w zasadzie żadnych kosztów dla NASA.

Koszty lądowania na Księżycu

Ta misja na Marsie jest częścią całego programu lotów kosmicznych z całkowitymi kosztami do 2037 r. wynoszącymi 217,4 mld USD. Obejmuje on koszty misji na Marsie oraz operacje na niskiej orbicie okołoziemskiej i rozwój systemów powierzchniowych na Marsa potrzebnych do przyszłych misji.

Kwota ta obejmuje również serię misji na Księżyc. Raport przewidywał pierwsze lądowanie ludzi w 2028 r., zgodnie z planami NASA sprzed przemówienia Pence’a w marcu. Cztery kolejne misje, jedna na rok, odbyłyby się do 2032 roku.

W raporcie wykorzystano podejście obejmujące trójstopniowy lądownik księżycowy, który NASA badało w ubiegłym roku, z kapsułą wznoszenia wielokrotnego użytku. Opracowanie samych lądowników i systemów tankowania kosztowałoby prawie 8 miliardów dolarów, aby pokryć tę serię pięciu lądowań załogowych, a także wcześniejszy test bezzałogowy. Dodatkowe 12 miliardów dolarów pokrywa koszty SLS i Oriona, a także inne starty niezbędne do przetransportowania lądowników, paliwa i innych ładunków. Kwoty te nie obejmują innych kosztów, takich jak rozwój SLS, Orion i Gateway.

Raport z lutego 2019 roku został ukończony przed ogłoszeniem planów lądowania na Księżycu w 2024 roku, a zatem nie obejmuje kosztów realizacji takiego programu. Autorzy raportu szacują, że pierwsza misja lądowania na Księżycu kosztowałaby szacunkowo 2,44 miliarda dolarów kosztów startu i sprzętu oraz kilka miliardów kosztów rozwoju lądowników.

Reakcja Kongresu

Raport spotkał się z raczej milczącą reakcją na Kapitolu, częściowo dlatego, że poprzedziły go inne wydarzenia, a mianowicie ogłoszenie planów przyspieszenia pierwszego lądowania ludzi do 2024 r., które wpłyną na inne elementy w całym planie eksploracji.

„Zgodnie z raportem jasne jest, że dotarcie na powierzchnię Marsa w latach trzydziestych XXI wieku jest niemożliwe przy obecnym podejściu administracji do eksploracji” – napisała w tych uwagach. „Co więcej, raport potwierdza to, czego wielu w tej komisji domyślało się już w trakcie wcześniejszych przesłuchań – a mianowicie, że nie istnieje żaden konkretny plan misji człowieka na Marsie”.

Podczas gdy NASA od czasu wystąpienia Pence’a skupiła się na opracowaniu architektury lądowania na Księżycu w 2024 roku, nie zaniedbała całkowicie Marsa. „Dlaczego lecimy na Księżyc? Dlaczego jest to takie ważne? ” zapytał administrator NASA Jim Bridenstine podczas przemówienia z 9 kwietnia na 35. sympozjum kosmicznym w Colorado Springs. „No cóż, ponieważ patrzymy dalej. Księżyc jest poligonem doświadczalnym. To najlepsze miejsce, w którym możemy żyć i pracować poza Ziemią, abyśmy mogli ostatecznie dotrzeć na Marsa ”.

W tym przemówieniu przytoczył zarówno bieżące misje marsjańskie, jak i przyszłe, takie jak łazik Mars 2020, jako preludium do misji załogowych. Birdenstine stwierdził również, że lot na Księżyc w 2024 roku umożliwi wcześniejszą ludzką misję na Marsa. „Ludzie mówią:„ Dlaczego przyspieszacie misję na Księżyc? ”Cóż, ponieważ przyspiesza ona misję na Marsa – powiedział.

Podobnego argumentu użył także 2 kwietnia. „Chcemy wylądować na Marsie w 2033 roku” – powiedział. „Aby to zrobić, musimy przyspieszyć inne części programu. Księżyc jest tego kluczowym elementem ”.

Nawiązał również do raportu STPI w swoim zeznaniu. „Możemy przyspieszyć lądowanie na Marsie, przyspieszając lądowanie na Księżycu” – powiedział. Agencja nie ujawniła szczegółów, w jaki sposób będzie to możliwe, szczególnie jeżeli chodzi o rozwój technologii statku DST.

Źródło: spacenews