Un videoclip care arată încă o etapă superioară a explorării în zbor.
Mări / Un videoclip care arată încă o etapă superioară a explorării în zbor.

NASA

De Halloween, NASA a postat un document care oferă o perspectivă asupra planurilor pe termen lung ale agenției pentru racheta Space Launch System. Acesta este stimulentul titanic al agenției, care este în curs de dezvoltare din 2010, are un buget anual de peste 2 miliarde de dolari și nu va zbura înainte de cel puțin 2021. Noul document, cunoscut sub numele de Justificare pentru competiții altele decât cele complete și deschise, explică de ce NASA a respins o versiune mai scăzută a unei etape superioare pentru rachetă.

La început, agenția spațială a ales să construiască racheta SLS mare în etape. Versiunea inițială, blocul 1, ar avea o treaptă superioară de la locul de înlocuire. Drept urmare, această variantă inițială a rachetei ar fi oarecum limitată în ceea ce privește capacitățile sale și ar fi doar marginal mai puternică decât rachetele private – în special cele de susținere a lui Gloss Falcon Heavy și Blue Origin's New Glenn – dezvoltate fără buzunarele adânci ale contribuabililor americani.

Mult mai capabil Block 1b al rachetei SLS va sta în afară de aceste rachete private. Cu cea de-a doua etapă mai puternică, cunoscută sub denumirea de Etapa Superioară a Explorării, aceasta va depăși capacitatea de ridicare a acestor rachete private. În plus, va avea capacitatea de a lansa atât cantități mari de marfă, cât și nave spațiale Orion echipate în același timp.

La începutul programului, NASA a ales Boeing pentru a construi atât etapa principală a rachetei SLS, cât și Etapa Superioară a Explorării. În ultimii ani, Congresul și-a însușit sute de milioane de dolari agenției și lui Boeing pentru a proiecta această nouă etapă superioară pentru a se încadra în vârful rachetei SLS. Totuși, agenția nu a trecut la dezvoltarea etapei superioare.

O comparație între stadiul de propulsie criogenică Interium și stadiul superior de explorare mai puternic. "Src =" https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2019/11/eus.png "width =" 734 "înălțime = "740

O comparație între stadiul de propulsie criogenică Interium și stadiul superior de explorare mai puternic.

NASA

Există mai multe motive pentru aceasta. NASA vrea ca Boeing să termine prima etapă de bază a rachetei SLS, întrucât este deja întârziat cu patru ani. Mai mult decât atât, din cauza performanțelor lui Boeing pe scena principală și a costurilor proiectate ale Exploration Upper Stage, agenția era curioasă dacă există alte companii aerospatiale interesate să construiască o etapă superioară puternică pentru racheta SLS.

În urmă cu doi ani, această frustrare a determinat NASA să emită o cerere pentru industrie să furnizeze un „înlocuitor cu costuri reduse” pentru motorul rachetă RL-10 care alimenta etapa de explorare superioară, precum și poate o etapă complet nouă. Un purtător de cuvânt al agenției a declarat la acea dată că solicitarea a urmărit „deschiderea câmpului de răspunsuri posibile” și reducerea costurilor din faza superioară propusă de rachetă SLS.

Începând cu acea perioadă, problema Scenei Superioare a Explorării a scăzut în mare parte în culise. Noul document lansat de Halloween, însă, oferă o anumită claritate pentru cele întâmplate. Și în loc să deschidă licitația din etapa superioară într-un proces formal de licitație, NASA a decis să respecte versiunea lui Boeing din Etapa Superioară a Explorării. Deoarece acesta a fost un proces necompetitiv, NASA a trebuit să-l justifice cu noul document

Ofertanții

În noua lucrare, aflăm că Boeing și concurentul său de lungă vreme, Lockheed Martin, au propus să construiască Etapa Superioară a Explorării așa cum a fost proiectată, cu patru motoare rachetă RL-10 fabricate de Aerojet Rocketdyne. În plus, Blue Origin a transmis un „răspuns alternativ” la proiectarea scenei superioare.

Acest design s-a bazat pe motorul rachetă BE-3U al Blue Origin, o versiune modificată a motorului care alimentează sistemul de lansare New Shepard, care va zbura și în faza superioară a rachetelor New Glenn a companiei. Un singur motor BE-3U are o mai mare încredere decât patru motoare RL-10 combinate. Așadar, Blue Origin a propus probabil o etapă superioară alimentată de un singur motor BE-3U.

Costurile

Costurile motorului rachetă sunt ceva dintr-o cutie neagră, dar este probabil ca un singur motor BE-3U să coste aproximativ același, sau mai puțin, decât un singur motor RL-10. Prin urmare, stadiul superior al Blue Origin ar costa aproape cu siguranță semnificativ mai puțin decât Etapa Superioară a Explorării propusă de Boeing. (Documentul de justificare al NASA redă investiția agenției până în prezent în etapa de explorare superioară).

Diverse surse au sugerat estimări ale costurilor extrem de diferite pentru etapa superioară a explorării. Dar un lucru pe care îl știm sigur din cererea de industrie din 2017 a NASA este că agenția a căutat să reducă costurile și trebuie să fi crezut că prețul lui Boeing era prea mare.

Cât de înalt era? Putem face o ghicire educată. Folosind modelul de costuri al misiunilor avansate, putem estima aproximativ costul de dezvoltare al unei etape superioare cu o masă uscată de 13,1 tone metrice la 2,5 miliarde de dolari (am evaluat factorul de dificultate de dezvoltare ca fiind „mare”, mai degrabă decât „foarte mare”). acest model, costul total pentru opt etape superioare de explorare – pe care NASA a anunțat-o în octombrie că începe să comande – a ajuns la 8,6 miliarde de dolari. Scăzând costurile de dezvoltare, atunci, acest lucru ne oferă un cost per unitate de fiecare etapă superioară a Boeing la 880 milioane dolari.

Nu este dificil să vezi atunci când este NASA. Chiar dacă agenția reușește în sarcina herculeană să reducă costul unei singure faze nucleare până la 1 miliard de dolari, zborul Etapa Superioară a Explorării va face ca fiecare lansare a rachetelor sale SLS să fie de ordinul a cel puțin 2 miliarde de dolari. Acesta nu este fundamentul unui program spațial durabil. Într-adevăr, NASA s-ar regăsi în situația rachetei SLS fiind prea scumpă pentru a zbura deseori și incapabilă să zboare des, este suficient pentru a face racheta SLS la prețuri accesibile.

În ciuda acestui fapt, în noul document de justificare al NASA, agenția respinge alternativa mai puțin costisitoare a Blue Origin.

Justificare

NASA prezintă trei motive pentru care nu a deschis competiția la Blue Origin. În document, semnat de diverși oficiali ai agenției, inclusiv de directorul interimar pentru zborul spațial uman, Ken Bowersox, NASA spune că etapa „alternativă” a Blue Origin nu poate zbura 10 tone de marfă împreună cu nava spațială Orion.

Mai mult, susține NASA, înălțimea totală a etapei de bază a rachetei SLS cu stadiul superior al Blue Origin depășește înălțimea ușii clădirii verticale a ansamblului, rezultând în „modificări ale înălțimii clădirii VAB și întârzieri substanțiale ale costurilor și programului”. În cele din urmă, agenția spune că forța mai mare a motorului BE-3U ar duce la o creștere a accelerării sfârșitului de viață a navei spațiale Orion și la un impact semnificativ asupra proiectării tablelor solare Orion.

În ciuda acestor motive, poate că motivarea majoră din documentul NASA este aceea că îndepărtarea de proiectarea actuală a Exploration Upper Stage ar necesita timp pentru care agenția nu trebuie să se grăbească să ajungă la suprafața lunară până în 2024.

Documentul afirmă că NASA „va suporta costuri suplimentare și va planifica riscul datorită modificărilor ciclurilor de proiectare și analiză”. "Soluția alternativă este o etapă mai grea, cu o lungime și un diametru diferite decât EUS. Noi modele de tunel eolian, cicluri de încărcare și modele de dinamică integrată ar trebui să fie produse și verificate."

O adevărată competiție?

Ironia din acest document este că NASA a spus că va lua în considerare deschiderea unei competiții pentru noua etapă superioară a rachetei SLS în 2017. Și apoi doi ani mai târziu, ea a spus unui ofertant care a propus o etapă superioară comercială, mai ieftină, că oferta sa a eșuat, deoarece NASA și Boeing își proiectase deja racheta în jurul propunerii lui Boeing. Aceasta pare a fi mai puțin decât o concurență corectă.

Mai mult, NASA achiziționează deja o etapă superioară interimară pentru racheta SLS de la United Launch Alliance, companie co-deținută de Boeing și Lockheed Martin. United Launch Alliance are o experiență vastă cu motorul RL-10 și construirea etapelor superioare. De asemenea, dispune de unelte și spații din fabrică în acest scop și, probabil, ar fi fost mai ieftin și mai rapid ca NASA să se contracte cu ULA. Cu toate acestea, acest lucru ar fi însemnat că Boeing trebuia să împartă orice profit din etapa superioară cu Lockheed.

În consecință, NASA a plecat cu un contractant care s-a desfășurat în mod semnificativ pe faza de bază a SLS, care este cu ani în urmă, cu miliarde de dolari peste buget și totuși să se dovedească în zbor. Acum a pariat viitorul programului său de explorare spațială profundă cel puțin în următorul deceniu pe aceeași companie. Fanii NASA nu pot decât să spere că Boeing va construi rachete, precum și că vor face coaliții de lobby.

Sursa articol

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here