Mateusz MALENTA: Restart amerykańskiego programu kosmicznego

TSF Jazz Radio

Restart amerykańskiego programu kosmicznego

Mateusz MALENTA

Absolwent University of Manchaster, pracownik School of Physics and Astronomy. W 2013 pracował w Space Telescope Science Institute. Zajmuje się tworzeniem oprogramowania radioteleskopów i popularyzacją nauki.

zobacz inne teksty autora

Pomyślny start misji nie oznacza końca wyzwań dla SpaceX i prywatnego przemysłu kosmicznego – pisze Mateusz MALENTA

Platforma startowa LC-39A w Centrum Kosmicznym Johna F. Kennedy’ego na Florydzie, 8 lipca 2011 roku. 3 sekundy po godzinie 11:29 czasu lokalnego oficjalnie rozpoczyna się misja STS-135. Jest to ostatnia misja wahadłowca Atlantis i ostatnia misja amerykańskich wahadłowców kosmicznych w ogóle, które po 30 latach pracy miały spocząć w muzeach.

Elon Musk nie jest pierwszym, który wpadł na pomysł rakiet wielokrotnego użytku. Pierwsze idee zrodziły się już na przełomie lat 50. i 60., czego zwieńczeniem był amerykański program wahadłowców kosmicznych.

Wahadłowca nie można było jednak odzyskać w stu procentach – zewnętrzne zbiorniki paliwa ulegały zniszczeniu po wejściu w atmosferę i upadku do oceanu. Program przedstawiony amerykańskiemu Kongresowi i opinii publicznej miał zrewolucjonizować i ułatwić dostęp do przestrzeni kosmicznej astronautom i naukowcom. Miał również zapewnić amerykańską dominację nad radziecką myślą techniczną i przewagę w kosmicznym wyścigu zbrojeń. Cele programu zakładały dziesiątki startów rocznie, przy średnim postoju między startami w okolicach jednego, góra dwóch tygodni. W teorii pozwalało to na znaczne zredukowanie kosztów każdego startu dzięki możliwości odrestaurowania odzyskanych elementów. Do tej pory standardem było budowanie całej rakiety od nowa. 

W praktyce jednak program okazał się bardziej skomplikowany i kosztowny. W ciągu trzydziestu lat czynnej służby wahadłowce kosmiczne odbyły 135 misji, z przerwami pomiędzy misjami trwającymi średnio od dwóch do trzech miesięcy. Wliczać w to należy dwie wieloletnie przerwy po katastrofach wahadłowców Challenger w 1986 i Columbia w 2003 roku, w których życie straciło łącznie 14 astronautów. Plany znacznego obniżenia kosztów dostępu do Kosmosu również okazały się nie mieć odzwierciedlenia w rzeczywistości. Pomimo możliwości wielokrotnego użycia najważniejszych komponentów systemu koszty ich przetestowania, odrestaurowania i ponownego przetestowania okazały się większe, niż zakładały pierwsze plany. Koszty każdej misji, które pierwotnie miały być liczone w dziesiątkach milionów dolarów, oficjalnie oscylowały w okolicach 0,5 miliarda dolarów, a nieoficjalnie, i zdecydowanie bliżej rzeczywistej ceny, mówi się o kwotach nawet 3–4 razy większych. Ostatecznie wahadłowce kosmiczne okazały się więc droższe niż rakiety Saturn V, które wyniosły człowieka na Księżyc. 

Los wahadłowców kosmicznych został przypieczętowany po katastrofie statku Columbia w 2003 roku. NASA jednak nadal potrzebowała rakiety, aby dokończyć budowę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), a później móc na nią wysyłać swoich astronautów. Decyzja o zakończeniu programu została podjęta w 2004 roku. NASA nie miała jednak konkretnego pomysłu na nowy statek kosmiczny zdolny przeprowadzać misje załogowe. Miało się to zmienić w 2005 roku wraz z rozpoczęciem przez NASA programu Constellation, który miał być momentem „We chose to go to the Moon” administracji Busha.

Program Constellation zakładał budowę dwóch rakiet nośnych: Ares I i Ares V oraz załogowej kapsuły Orion, zdolnych wynieść astronautów nie tylko na niską orbitę okołoziemską i ISS, ale również w kierunku Księżyca i ostatecznie Marsa. Oficjele NASA świadomi byli faktu, że nowy system może nie być gotowy przed planowanym wysłaniem wahadłowców kosmicznych na emeryturę w 2011 roku. Byli jednak w stanie przekazać pałeczkę swoim rosyjskim kolegom na góra kilka lat, aby jeszcze przed 2015 rokiem być w stanie ponownie dominować w przestrzeni kosmicznej. Tak się jednak nie stało i program Constellation został oficjalnie zamknięty przez administrację Obamy w 2010 roku. 

Przerwa w wysyłaniu amerykańskich astronautów na pokładzie amerykańskiego statku kosmicznego trwa dłużej, niż NASA i amerykańska administracja by tego chciały. Przez ostatnich dziewięć lat NASA musiała polegać na wsparciu Rosyjskiej Agencji Kosmicznej Roskosmos, aby zapewnić swoim astronautom i naukowcom dostęp do ISS, wykupując miejsca na pokładzie rakiety Sojuz.

Ceny, które NASA musi płacić, zmieniają się w zależności od stosunków pomiędzy Rosją a Stanami Zjednoczonymi i wynoszą od 40 do 90 milionów dolarów za miejsce dla jednego astronauty.

NASA zależy na ograniczeniu i ostatecznym wyeliminowaniu zależności od pomocy ze strony Rosji, której polityka, szczególnie zagraniczna, coraz częściej znajduje się w ogniu amerykańskiej krytyki. Sytuacja ta jest również solą w oku dla dumnych inżynierów i administratorów NASA, z których wielu było dziećmi, kiedy Stany Zjednoczone wygrywały wyścig kosmiczny, wysyłając pierwszego człowieka na Księżyc.

Ma to ulec diametralnej zmianie po prawie dziewięciu latach oczekiwań. 30 maja z historycznej platformy startowej LC 39-A wystartowała rakieta Falcon 9 zwieńczona załogową kapsułą Dragon z astronautami Douglasem Hurleyem i Robertem Behnkenem na pokładzie. Jest to nie tylko pierwsza podróż amerykańskich astronautów na pokładzie amerykańskiego statku kosmicznego od prawie dekady, ale również pierwsza w historii misja załogowa, w której NASA powierzyła realizację wszystkich etapów projektu, od pierwszych szkiców do prototypów, testów i ostatecznego startu, prywatnej firmie – SpaceX.

Do tej pory firmy takie jak Boeing czy Lockheed Martin odgrywały role podwykonawców – inżynierowie NASA podejmowali większość decyzji w fazie projektowej i podczas określania parametrów statku kosmicznego i misji, które miał on wypełnić. Wybrane firmy miały ten projekt wykonać przy jak najmniejszych kosztach i jak najkrótszych opóźnieniach, co rzadko miało miejsce i od ponad trzech dekad NASA i jej podwykonawcy stali się wzorem dla bogatych przedsiębiorców i nowych startupów, jak nie należy zarządzać tego typu projektami.

Prace nad oryginalną, bezzałogową wersją kapsuły Dragon rozpoczęły się już w 2004 roku, praktycznie na samym początku istnienia firmy i na dwa lata przed podpisaniem kontraktu z NASA w ramach nowo utworzonego komercyjnego programu lotów kosmicznych.

SpaceX otrzymało około 280 milionów dolarów na wykonanie projektu i budowę systemu zdolnego regularnie transportować ładunek na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Tym razem NASA określiła tylko generalne wymogi dla nowego statku. Wszystkie decyzje projektowe miały być podejmowane przez kontrahenta. Agencja i jej inżynierowie ograniczyli swoją rolę do konsultacji, ostatecznego zatwierdzenia projektu i zbudowanego statku i ewentualnego ich zakupienia.

W dwa lata później podpisano kolejną umowę, tym razem na 1,6 miliarda dolarów – NASA zakupiła dwanaście lotów kapsuły Dragon na ISS. NASA ostatecznie wykupiła 20 misji transportowych o wartości ponad 3 miliardów dolarów, z których pierwsza odbyła się w 2012 r.

Dzięki tym kontraktom firma SpaceX miała fundusze na rozwój kapsuły drugiej generacji, tym razem w wariantach załogowych i bezzałogowych. W dwa lata po pierwszej bezzałogowej misji kapsuły Dragon na ISS firma SpaceX wraz z weteranem przemysłu kosmicznego, firmą Boeing, otrzymała misję transportu astronautów w przestrzeń kosmiczną. Dla obu tych firm kontrakt ten oznaczał nowe wyzwania. Dla SpaceX, nowicjusza, będącego w biznesie „jedynie” 12 lat, było to wyzwanie na wielką skalę, które zdecydować może o być albo nie być nie tylko tej jednej firmy, ale i całej areny prywatnego przemysłu kosmicznego. Dla korporacji Boeing, giganta przemysłu aeronautycznego, oznaczało to drastyczną zmianę kultury pracy i sposobu zarządzania projektami. Boeing od dekad jest jednym z głównych podwykonawców NASA i beneficjentem kontraktów koszt-plus, które z punktu widzenia korporacji nagradzają ją za opóźnienia i przekraczanie budżetu. 

W 2014 roku więc na dobre rozpoczął się wyścig pomiędzy dwiema szkołami prowadzenia biznesu w przestrzeni kosmicznej. Wyścig, którego metą jest dokowanie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a zamiast tradycyjnej flagi z szachownicą astronauci zabiorą do domu amerykańską flagę pozostawioną przez załogę STS-135. Historia w tym momencie zatacza koło, gdyż pilot ostatniej misji wahadłowca kosmicznego, Douglas Hurley, jest również dowódcą pierwszej misji załogowej kapsuły Dragon. 

Pomyślny start misji nie oznacza jednak końca wyzwań dla SpaceX i prywatnego przemysłu kosmicznego. Pomimo iż jest to niewątpliwy sukces, nowy sposób finansowania i zarządzania projektami nadal ma swoich przeciwników w Kongresie oraz w samej agencji. Niejednokrotnie podkreślają oni opóźnienia i problemy techniczne, z którymi muszą się borykać prywatni kontrahenci.

Według pierwotnych założeń pierwszy załogowy lot kapsuły Dragon miał odbyć się w październiku 2016 r., dwa lata po ogłoszeniu kontraktu. Seria problemów z systemem awaryjnej ewakuacji załogi i spadochronami oraz ciągłe próby obcięcia budżetu, a nawet całkowitego zakończenia komercyjnego programu lotów kosmicznych przez Kongres doprowadziły do opóźnienia o prawie cztery lata. Opóźnienie to jednak należy porównać chociażby do już wyżej wspomnianej kapsuły Orion, która miała zastąpić wahadłowce kosmiczne, a której pierwszy, okrojony, testowy lot odbył się w 2014 roku, a bezzałogowa misja w pełni funkcjonującej kapsuły jest planowana na koniec 2021 lub początek 2022 roku. Również rywal SpaceX w wyścigu na ISS, pomimo dekad doświadczenia w projektowaniu i budowaniu wehikułów kosmicznych, napotkał wiele problemów. Ich kulminacją był pierwszy lot testowy kapsuły Starliner w grudniu 2019 roku, podczas którego wykryte zostały anomalie uniemożliwiające osiągnięcie głównego celu misji – którym było dokowanie do ISS – i grożące zniszczeniem kapsuły. Kolejny testowy lot zaplanowany jest najwcześniej na koniec 2020 roku. Jest to dodatkowy punkt na liście problemów, z którymi obecnie zmaga się Boeing, obejmującej dwie katastrofy nowego samolotu 737 MAX 8 oraz obecny krach przemysłu lotniczego spowodowany przez pandemię koronawirusa.

Po dokowaniu do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej załoga kapsuły Dragon dołączy do znajdującej się tam obecnie załogi, aby pomóc w zarządzaniu stacją i przeprowadzaniu eksperymentów naukowych. Inżynierowie będą skupieni głównie na monitorowaniu zdolności generowania energii elektrycznej przez panele słoneczne.

W najlepszym wypadku astronauci będą mogli przebywać na pokładzie ISS przez niecałe cztery miesiące. W najgorszym ich misja zakończy się po niespełna miesiącu i już pod koniec lipca powrócą na Ziemię.

Niezależnie od ostatecznego czasu trwania tej misji miejmy nadzieję, że dzięki pomyślnemu jej startowi już za kilka lat będziemy patrzeć na dzień jej rozpoczęcia jako początek nowej, owocnej współpracy pomiędzy NASA i jej partnerami. Sukces ten określi kierunek, w którym przez najbliższe lata, a być może dekady będą podążać ta współpraca i cały przemysł kosmiczny. Będzie to okres, który obywatele Stanów Zjednoczonych będą postrzegać z dumą jako dowód powrotu do korzeni amerykańskiej pomysłowości i zaradności.

.Będzie to również okres, który, miejmy nadzieję, uwydatni braki i negatywne skutki obecnego podejścia do prowadzenia biznesu z gigantami przemysłu kosmicznego.

Mateusz Malenta

Pierwszy raz na Wszystko Co Najważniejsze?

Aby nie ominąć istotnych tekstów, raz w tygodniu w niedzielę rano wysyłamy newsletter. Zapraszamy do zapisania się:

Magazyn idei "Wszystko Co Najważniejsze" oczekuje na Państwa w EMPIKach w całym kraju, w Księgarni Polskiej w Paryżu na Saint-Germain, naprawdę dobrych księgarniach w Polsce i ośrodkach polonijnych, a także w miejscach najważniejszych debat, dyskusji, kongresów i miejscach wykuwania idei.

Aktualne oraz wcześniejsze wydania dostępne są także wysyłkowo.

zamawiam