画像クレジット:NASA
1月14日、ジョージブッシュ大統領がNASAの本部でスピーチを行い、アメリカの宇宙機関の新しい戦略的方向性を概説しました。新しい宇宙政策を実施するための最初のアイデアのいくつかは大幅に改善できるし、また改善すべきであるが、この政策は全体として、アメリカの宇宙計画の正しい方向への重要かつ長期にわたる段階を明らかに表している。したがって、火星協会の運営委員会は、大統領令で示されている「新たな発見の精神」と題された新しい方針を歓迎します。そして、議会に対して、次年度にプログラムに要求される最初のステップに要求される資金を提供するよう強く要請する。
新しい政策の改善のために重要な強みと必要な分野の私たちの分析は以下に示されています。
分析
述べたように、新しいブッシュ宇宙政策は、宇宙全体、特に火星への人間の探査と拡大を促進することに興味がある人々に機会と落とし穴の両方を提供します。実際の月/火星プログラムの開始を表すものではありませんが、クルーカプセル以外のハードウェアシステムへの重大な支出のほとんどすべてが2009年以降に就任する行政機関に委ねられているため、そのような開始の根拠は実際にクリアされています2009年の政権がそれほど傾倒すべきである場合のプログラム。また、2004年から2008年の期間に適切に処理された場合、2009年の管理期間内に強力な人間探査イニシアチブの出現を保証するために使用できる、一定量の自由エネルギーも提供します。
彼のスピーチで、ブッシュはアメリカの宇宙計画の目的を太陽系全体の人間の存在の確立として再定義しました。このステートメントは、単なる修辞的な繁栄のように見えるかもしれませんが、月と火星の人間の探査のための技術開発をサポートするNASAの支出を正当化するため、実際には重要な具体的なプログラム上の重要性があります。このような支出は以前の順序では禁止されており、過去10年間、重要な人類の月/火星探査技術への資金提供を求める技術者は、JPL主導のロボット探査プログラムなどの他の確立されたプログラムに対する価値を主張することによって、それらを正当化しなければなりませんでした。またはISS。これにより、惑星のその場資源利用(ISRU)などの多くの技術に十分な資金を調達することができなくなり、有望なJSC主導のTranshabインフレータブル生息地計画などの災害が発生しました。 ISSのカバーの下で探査技術の作業が行われていたため、議会の職員によるキャンセルに至りました。この理由により、火星協会は1998年の設立条約以来、人間の探査技術開発を支援するためのNASAの品目の設立をキャンペーンし、そのような活動が公然と行われるようにしてきました。ブッシュのイニシアチブは、健全な初期プログラム資金でこの目的を完全に達成します。このため、他に何もなければ、ブッシュの動きは非常に前向きな進展と見なされるべきです。
新しい政策はまた、NASAの本部にCode Tと呼ばれるプログラム組織を作り、人間の惑星探査のための効率的な計画を開発するためのNASAの取り組みのレベルを大幅に引き上げます。これも歓迎すべき進展です。
さらに、ブッシュの方針は、ロボット探査ミッションの設計に人間の探査研究要件を含めるための基礎も提供します。 90年代後半、JSCの人間探査ミッションオフィスの代表は、JPL主導のロボット火星探査着陸船に乗って飛行機会を利用しようとしましたが、JSC研究者には権限も資金もなかったため、支援する力も資金もありませんでした。彼らの要求、そしてそれに応じて対処されました。新しい宇宙政策のもとでは、月と惑星のロボット宇宙船に搭載された人間の探査に関連する研究と技術飛行実験を支援するために、任務と資金の両方が利用可能になるはずです。これにより、JPL / Code Sスポンサーの科学宇宙船に搭乗している有料顧客としてペイロードを飛ばすことができます。あるいは、人間の探査プログラムにエンジニアリングデータを提供することを主な使命とする人間の探査プログラム制御のロボット着陸船への資金提供をサポートできます。宇宙で利用可能な他の科学ペイロードとともに。
ブッシュの方針はまた、既存のスペースシャトルとISSの予算の方向転換を目撃するために、真の人間探査イニシアチブをサポートするために必要な資金がどこから来るのかを特定しています。現在、シャトルの予算は年間約40億ドルですが、ISSの予算は10億から20億ドルです。この年間50〜60億ドルは、実際のプログラムの開始から10年以内に人間を月と火星の両方に到達させるのに十分です。したがって、イニシアチブは、2004年のドルで年間約160億ドルという既存のNASA予算内で行うことができます。これは、過去4つの大統領任期について、大統領と両政党の大多数が支持できるレベルです。したがって、プログラムの財政的根拠は明確であり、予算を破壊するものではなく、決して空想的なものでもありません。
大統領はスピーチの中で、提案されたプログラムを遂行するためにすべての国に合衆国に参加するように招待しました。私たちはこの声明を歓迎します。太陽系の探査と解決が人類をまとめるのに役立つ大きな目標であることに完全に同意するので、すべての人々の最高の才能の動員にふさわしく、必要なものです地球。
さまざまな政治的および外交上の理由により、ブッシュの政策はシャトルとISSの段階的廃止を2010年まで遅らせ、それによって実質的な人間探査プログラムの開始をその頃まで延期しています。したがって、実際に月または火星の人間の探査プログラムを開始するかどうか、およびそのペースまたは目的はどうあるべきかについての選択は、事実上2009年の管理下に置かれています。
この決定のメリットは議論の余地があります。ただし、重要な点は、2009年の政権が選択権を持つことです。人間の宇宙飛行プログラムの基本的な目的は、人間が宇宙を体験できるようにすることではなく、宇宙を飛び回ること(アポロ時代のビジョン)が他の世界を探索できるようにすることであることを明確にすることで、ブッシュの政策(それが彼の再選または2005年の代替政権のこの問題に関する同意のいずれかによって維持される場合)は、次の主要なプログラムとしての第2世代シャトル(?シャトル2?)へのNASAの関与を事実上排除します。最近数か月前に、議会とNASAの両方の宇宙政策界内の実質的な派閥が、ISSに続く次の主要プロジェクトとして、このようなシャトル2プログラムを予測しました。未来が起こったとしたら、このようになっていたでしょう。現在の10年は、シャトルを飛行に戻し、ISSを構築することに費やされます。次の10年は、シャトルの寿命を延ばし、シャトル2を開発することに専念するでしょう。2020年代は1980年代の繰り返しであり、シャトル2を稼働させることを試み、2030年に次の主要プロジェクトの決定につながります。 、おそらくISS-2でした。ありがたいことに、この?グランドホッグデー?宇宙での永続的な停滞のシナリオは、今や差し押さえられています。
2009年の政権にプログラムの実施の責任、つまりプログラムの責任を放棄する決定は、今後5年間を宇宙の擁護者にとって非常に興味深い時期にすることを約束します。ブッシュ氏は演説の中で、太陽系への人間の拡大をNASAの目標と定義し、2020年までに開始された月面基地のアイデアを、この目標に取り組むための戦略として提示しました。それは1つの計画ですが、次の5年間は、政治クラスによる検討のために提案された他の計画が、最大の速度、信頼性、および最小のコストで目的の全体的な目標を達成できる効率的な手段となるでしょう。したがって、月と惑星に到達するための私たちの戦略がどうあるべきかについての大きな議論は、ブッシュの演説によって閉じられたのではなく、開かれました。
この健全なアイデアの戦いでの勝利は、今日だけでなく、2009年以降も、そのコンセプトのメリットをプレーヤーに納得させる人々にもたらされます。火星協会はこの課題を歓迎し、このディスカッションに積極的に参加して技術的専門知識を提供し、新しい宇宙政策の文脈の中で政治階級、技術コミュニティ、報道機関、および一般の人々に理解を伝えるよう努めます、火星の短期間の人間の探査は実現可能で、手頃な価格であり、必要とされる努力とリスクに本当に値することです。
ある種類の宇宙計画から別の種類の宇宙計画に移行する際には、古い計画の貴重な部分への不必要な付随的損害を防ぐためにあらゆる努力をする必要があります。先週後半にNASA本部が発表した、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)をアップグレードおよび再ブーストするという計画されたシャトルミッションを放棄するという決定は、回避する必要がある種類の間違いの例です。 HSTを最大限に活用できるように設計されたCosmic Origins SpectrographとWidefield Camera 3は、すでに構築およびテストされており、軌道への配信時に莫大な科学的利益を約束します。ブッシュの計画がすぐにシャトルを倒し、2010年までにシャトルを運用するのに必要な240億ドルを節約して、多額の資金でムーン/マーズプログラムをすぐに開始する場合、それは1つのことです。しかし、シャトルを飛行に戻すという決定を考えると、ハッブルのアップグレードをキャンセルしても、約2億ドル、つまりシャトルプログラムの予算の1%しか節約できず、科学的価値の約90%が破壊されます。これは非常に愚かです。
安全性の議論は、どちらも洗浄しないでしょう。シャトルがISSに飛ぶのに十分安全であれば、ハッブルへの任務を遂行するのに十分安全です。実際、ハッブルへのシャトルミッションにはISSの軌道上の安全な避難所がないかもしれませんが、ハッブルフライトの傾斜が小さいため、打ち上げの打ち切りにより、熱帯の海を暖めることができます。 ISSの打ち上げに必要なサイト。さらに、ハッブルへのシャトルミッションを実施するのにリスクが高すぎる機関が、月や火星へのミッションを検討する際にどのように深刻になる可能性があるかを理解することは困難です。
したがって、ハッブルミッションのキャンセルは重大な間違いとしてのみ説明でき、明らかに「決定的」に見えるという欲望の名の下に犯されました。新しいパラダイムを支持して古いパラダイムから脱却します。天文学に加えられた害に加えて、幼児の新しい宇宙政策がそのような嫌悪感のある記録でその人生を始めることは非常に悪いことでしょう。ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡の差し迫った利用可能性の申し立てが、ハッブルを放棄する根拠としても受け入れられるべきではありません。それはNASAがサターンVをおそらく優れたシャトルのために放棄したか、ISSのためにスカイラブを放棄することで犯した間違いを繰り返すことでしょうか?数百億ドルという数十年の時間で宇宙計画を後退させるエラー。 NASAの指導部がこの問題の理由を見ない場合、議会はこの非常に悪い決定を覆すために強力な行動をとるべきです。
技術的な問題
恒久的な月面基地と人間による火星探査の両方を目的とするプログラムを実行する正しい方法は、人間の火星ミッションを達成できる一連の輸送用ハードウェアを設計することです。修正されたモジュール式サブセットは、月の活動をサポートするために使用できます。この方法で問題に取り組むことで、2つではなく1つのハードウェアセットを開発するだけで済むため、時間と費用を大幅に節約できます。また、このアプローチでは、月のミッションへのアプローチは火星のハードウェアを使用して行われ、直接それを振り払うので、火星の実験場としての月の価値を最大化します。これが採用されたアプローチであるならば、2009年に開始されたプログラムは、2015年までにパイロットの月面着陸を簡単に達成し、2018年までに最初の火星探査を開始できます。その後、恒久的な月面基地の建設と火星ミッションの継続が同時に発生する可能性があります。火星への打ち上げはいずれの場合も隔年でのみ可能であるため、実行中の並行プログラムの影響は、火星の打ち上げ年の間は月のプログラムの打ち上げ率がいくらか低下するということです。同時発射プログラムは、ブースター生産ラインの生産率を最大化することにより、発射コストを最小限に抑えるのにも役立ちます。これは、打ち上げロケットの製造施設を運営するコストが、より高い生産率でわずかにしか増加しないためです。ありふれた類推を使用すると、両方を同時に調理すれば、1つではなく2つのステーキを調理するのに余分な労力はほとんどかかりません。ロケットの製造では、人件費が材料の人件費を圧倒的に支配しているため、この台所のたとえ話はさらに強力です。
このようによく計画された月/火星プログラムのコンテキスト内では、不可欠な特定のテクノロジーがあります。最も重要な重量物用ブースターの2つとISRUのみを扱います。
ヘビーリフトブースター
月面基地と火星ミッションを実現可能にするために必要な主要な技術的手段は、トランス月星またはトランス火星噴射で50トン級のペイロードを投げることができる水素/酸素アッパーステージを備えた重量物運搬車です。これは、1960年代にサターンVによって実証された機能です。このような車両が利用可能になると、月面への往復ミッションまたは居住地とその他の重いペイロードの月面への片道配送は、1回の打ち上げで容易に達成できます。火星パイロット計画は、火星直接計画(Zubrin and Baker、1990)、スタンフォードミッション計画(Lusignanなど)が示すように、軌道上アセンブリなしで、そのようなシステムの複数の離散火星間発射を使用して達成することもできます。 1992)、またはJSC Design Reference Mission 3(Weaver et al、1994)。
このようなSaturn Vクラスの発射システムは、この時点で、オービターを削除してシャトル発射スタックを変換し、LOx / H2の上部ステージに置き換えるか、新しい全液体推進ブースターシステムを作成することにより、簡単に作成できます。火星協会は最近、中型リフトブースターの既存のラインを進化させて、クォーター、ハーフ、およびフルサターンV機能までの範囲のペイロードを備えたモジュラーヘビーリフトブースターのファミリーを作成する計画を航空宇宙の1社から示しました。この会社の以前の成功したロケット開発の経験に基づくと、ブースターのファミリー全体を作成するための開発プログラム全体は、約40億ドルの開発コストで5年で達成できます。サターンVクラスのシステム設計の繰り返しの打ち上げコストは、打ち上げあたり3億ドル、またはLEOへのペイロード配信では1000ドル/ポンド未満でした。このようなブースターファミリを作成する方法は、経験豊富な打ち上げロケットエンジニアにとって明らかであり、この会社の競合他社が、同等の開発コストとスケジュールで同様のハードウェアセットを作成する計画を持っていることは間違いありません。
したがって、新しい重量物用ブースターの開発に数百億ドルの費用がかかるという探査イニシアチブに反対する特定の専門家による主張は、実際には根拠がないことをすぐに示すことができます。このような重量物運搬車は、人間の探査プログラム以外にも多くの用途があります。
ISRU
月面基地と火星探査の両方は、惑星表面での拡張任務で使用するための帰還推進剤、人間の消耗品、車両の燃料と酸素を生産するための現場での資源利用(ISRU)技術の使用を通じて、大きな恩恵を受けています。 ISRUの結果としての月面基地または火星ミッションのミッションの大量節約は、数多くの研究で実証されており、はるかに高い開発コストと繰り返しのシステムコストを伴う高度な推進コンセプトによって提供されるコストを大幅に上回っています。
効果的なISRUには、化学処理システムと信頼性の高い電源の両方が必要です。宇宙用原子力システムが最も有望です。したがって、私たちは、そのような宇宙核システムを作成するためのプロメテウスプロジェクトの管理を強く賞賛します。ただし、これまで、NASAが宇宙用原子力システムとして検討している唯一の用途は、宇宙船用電力と原子力電気推進(NEP)であることに注意してください。外側の太陽系ロボットミッションや、長時間にわたる大きな速度変化を伴うその他のミッションに対するNEPの重要な価値を無視することなく、人間の探査ミッションに推進力を供給するために必要なNEPユニットのサイズは、10,000キロワットのオーダーであることに注意します。対照的に、惑星表面で化学推進剤を製造するために使用される場合、人間の探査をサポートするために必要な原子炉サイズは約100キロワットに減少します。これは、惑星表面に配置された推進剤を作るはるかに小さな原子炉は、飛行前に長期間にわたってエネルギーを放出し、それを化学推進剤として貯蔵し、飛行条件下で必要とされるのと同じくらい速くエネルギーを放出できるためです。このようなISRUでサポートされている化学推進オプションによって達成されるミッションマスレバレッジは、NEPが提供するものよりも大きいですが、内部太陽系ミッションの場合、飛行時間は短くなります(月面アプリケーションでは2桁少ない)。さらに、ISRUがサポートする化学システムは、軌道の移動だけでなく、惑星の上昇にも使用できます。
したがって、宇宙原子力がISRUを可能にしている間、コストを大幅に削減し、人間の探査を支援する宇宙原子力の価値を高めるのはISRUです。したがって、2つの技術は並行して追求する必要があり、プロメテウス予算の適切な一部を適用して、宇宙原子力のISRUアプリケーションを飛行状態にし、月と火星でそのような技術を実証するロボットミッションをサポートします。
さらに、開発された電力システムが月と火星の表面での動作に適合していることを保証するために、プロメテウスプログラムに要件を書き込む必要があります。推進剤と消耗品を生産するための惑星表面での使用は、それらを使用して、人間の宇宙探査を短期的に支援します。そして、彼らの力は、いかなる場合でも基地の運用を支援するために表面上必要です。
したがって、ISRUテクノロジーとヘビーリフトブースター開発の両方が、当面のCode Tの取り組みの中心的な優先事項となるはずです。
他のシステムは、月と火星のミッションアプリケーション全体でハードウェアとテクノロジーの最大の共通性について同様の関心を持って開発されるべきです。
政治的影響
新しい宇宙政策によって動いている一連の出来事は、将来の行動に3つの選択肢を提供する2009年頃の決定点を作り出します。これらは;
1. 2009年の政権は月/火星プログラムを完全に中止することを選択でき、ISSへの訪問を継続する方法として、消耗品の上に打ち上げられたカプセルとして乗組員探査機(CEV)を使用するだけで済みます。これは、シャトルの打ち上げを使用して可能なよりも低コストで実施されたMirタイプの拡張ISSプログラムにつながりますが、識別可能な目的はありません。これにより、そのようなプログラムによる決定が有効であった期間中、空間が停滞し、人力調査、ISRU、および人間の探査に必要なその他のプログラムが後退する可能性があります。
2. 2009年の政権は、2020年から、火星ミッションを気にせずに、月の基地を建設するという考えに従って進めることを決定できます。これにより、ほとんど互換性のない月のプログラムハードウェア(ブースターを除く)が開発され、スタンドアロンの月のプログラムが作成する予算のもつれを考えると、2030年または2040年頃に新しいハードウェアセット全体の開発を開始する必要があります。 21世紀半ばまでに最初の火星着陸が発生しない可能性が高くなります。または、繰り返しの行き止まりの月探査によって提供される限られた関心を考えると、プログラムは単に期限切れになる可能性があります。
3. 2009年の政権は、火星に10年以内に到達することを目的として、火星への探査ハードウェアの変更されたサブセットを使用して火星への探査をプログラム年7頃に開始することを目的として、火星への人間プログラムを開始することを決定できます。 2つではなく開発する必要があります。航空宇宙のコストは人の時間に等しいので、これは新しい宇宙政策に定められた目標を達成するための代替案(b)よりもはるかに低コストのアプローチです。さらに、人間の探検家が今日の成人の有効寿命内に火星を歩く唯一の方法です。
したがって、火星の人間の探査が現実になることを望んでいるすべての人が、オプションCで表される大胆なコースのために戦うことができるすべてのことを実行することが不可欠です。ラボやエンジニアリング組織、報道機関、教室、北極と砂漠、議会のホール、そして本や技術論文からインターネットニュースグループや深夜のトークラジオに至るまで、世論のあらゆる場所で、委員会室、それぞれが役割を果たす必要があります。
扉が開かれ、これからの長年に渡って人間の未来の形を決定づけるアイデアの戦いが真に加わりました。どこに導くかは私たち次第です。 2週間前に宇宙活動家の間の単なる仮説的な議論であったという対立するビジョンは、今や政治的議論の中心になりました。挑戦を歓迎します。理由は私たちの証人であり、勇気は私たちのガイドなので、私たちは勝つものとします。
元のソース:Mars Societyニュースリリース