¿Qué hay de nuevo en la nueva carrera espacial?

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Estamos en 2015 y el espacio vuelve a ser genial.

SpaceX ha rejuvenecido el interés público en el espacio y ya está planeando una misión a Marte. Forbes está haciendo perfiles en startups de minería de asteroides. Una coalición de empresas privadas construyendo un puerto espacial en Nuevo México. Es el período más emocionante para la exploración espacial desde la última misión lunar en 1972.

Durante esa misión, el astronauta Eugene Cernan terminó el último paseo lunar de la humanidad con estas palabras:

“Mientras tomo los últimos pasos del hombre desde la superficie […] me gustaría simplemente enumerar lo que creo que la historia registrará: que el desafío de Estados Unidos de hoy ha forjado el destino del hombre del mañana. Y, cuando dejamos la Luna en Tauro Littrow, partimos como venimos y, si Dios quiere, cuando volveremos, con paz y esperanza para toda la humanidad. Viva la tripulación del Apolo 17 ".

En los 43 años desde que pronunció esas palabras, han pasado muchas cosas. Cayó la Unión Soviética. La tecnología informática explotó. El Concorde iba y venía. Pero nunca volvimos a la luna. De hecho, los humanos no han salido de la órbita terrestre baja desde que regresó el Apolo 17.

Enviamos algunas sondas y aterrizamos robots en Marte. Construimos el transbordador y la ISS. Nada de eso es innovador. El primer cohete que alcanzó la órbita terrestre baja lo hizo en 1961. La primera sonda de Marte "exitosa" aterrizaría una década más tarde, en 1971. La primera estación espacial se instaló en 1971. La falta de innovación sofocó el interés público en el espacio y mató a la ópera espacial como género.

¿Qué salió mal? ¿Qué pasó con la NASA? ¿Y qué está cambiando ahora? Retrocedamos el reloj.

Destino: estancamiento

No hay forma de contar esta historia sin darle un papel protagónico al presupuesto de la NASA (o, mejor dicho, a la falta del mismo). Aquí hay un gráfico del presupuesto de la NASA desde la era Apolo.

Claramente, ha habido algunos recortes. Cuando la Guerra Fría decayó a principios de los 70, quedó claro que los temores de la superioridad tecnológica comunista habían sido exagerados. La narrativa de la carrera espacial se vino abajo, al igual que el apoyo público al costoso programa Apolo. Con la guerra de Vietnam ya yendo mal, Nixon decidió cancelar silenciosamente las últimas misiones y acabar con Apolo. De alguna manera, este había sido el plan desde el principio.

En 1968, George Trimble, subdirector del Centro de naves espaciales tripuladas (MSC) de la NASA envió una nota solicitando que el programa Apollo tenga una duración finita y un punto final bien definido.

“[…] Que la realización del primer aterrizaje lunar y el regreso seguro de la tripulación se definan como el fin del Programa Apolo. Esto dará un final nítido que todos puedan entender y será el programa de costo mínimo. El Programa de Exploración Lunar, o el nombre que se seleccione, tendrá un todo definible [sic] y se puede planificar y defender como una unidad. Esto evitará que el Programa Apollo se prolongue hasta una terminación mal definida. .”

Se asumió que el programa Apollo sería seguido con un viaje a Marte, o una base lunar a largo plazo. En cambio, después de los recortes de fondos, se tomó la decisión de hacer la transición a la exploración espacial orbital, incluida la construcción de una gran estación espacial. Muchos observadores han echado la culpa del estancamiento actual del espacio a los pies de reguladores miopes y apresurados. Esta es una narrativa que me gustaría desafiar.

Si bien el recorte presupuestario de la NASA fue un factor en el declive de la exploración espacial estadounidense, está lejos de ser toda la historia. Gran parte de la culpa la tiene la propia NASA. Perdió el foco y se vio envuelto en costosos callejones tecnológicos sin salida.

Considere esto: desde la era Apolo, el presupuesto de la NASA se ha reducido en alrededor de 50% - pero eso no es sorprendente.

Los esfuerzos básicos de I + D en los cohetes absorbieron gran parte del dinero extra. Después de que se realizó I + D para el Saturn V, cada lanzamiento lunar costó solo $ 375 millones en 1970 (alrededor de $ 2.5 mil millones en dólares de 2015). El presupuesto moderno de la NASA de aproximadamente $ 15 mil millones es suficiente para mantener misiones regulares a la luna, si eso fuera una prioridad.

Contrario a la creencia popular - el factor limitante no es financiero.

Si una misión a la luna no te emociona, ¿qué tal Mars Direct? La arquitectura básica meticulosamente presupuestada para una misión tripulada a Marte y viceversa costaría alrededor de $50 mil millones. Si la NASA dedicó cinco años a la perspectiva, está lejos de estar fuera de su alcance.

Entonces, ahora que vemos lo que podríamos haber comprado… ¿qué hicimos con el dinero en su lugar?

Estaciones y lanzaderas

Hablemos de la ISS.

La ISS fue subvencionada distribuyéndola entre muchos países, todos los cuales se beneficiarían de las relaciones públicas y la investigación generadas por ella. los desglose de costos son esclarecedores.

Estados Unidos gastó $ 72,4 mil millones para construir sus partes de la estación y $ 50,4 mil millones más para ponerla en órbita, por un gran gasto total de $ 120,8 mil millones. Las inversiones de Rusia, Japón, la UE y Canadá suman solo $ 24 mil millones combinados. Demasiado para "repartir el costo"

¿Qué tan eficiente es la ISS en comparación con las estaciones espaciales pasadas?

La ISS es una fuerte desviación de las estaciones espaciales pasadas. Está construido a partir de módulos más pequeños en una configuración más compleja que las estaciones anteriores de "habitación única". Esta es una tecnología interesante, pero cara.

Lanzada inmediatamente después del final del programa Apollo, nuestra primera estación ("Skylab") costó $ 10 mil millones en dólares modernos para construir. Tenía un volumen interno de unos 360 metros cúbicos. La ISS costó alrededor de $ 150 mil millones con un volumen de 907 metros cúbicos. Estados Unidos podría haber gastado $ 30 mil millones y lanzar tres módulos del tamaño de un Sky-lab y construir una estación más grande que la ISS por menos de una cuarta parte del costo. Los $ 90 mil millones sobrantes podrían haber pagado un viaje a Marte y veinte misiones lunares.

Considere el transbordador espacial en sí, la forma más visible de exploración espacial desde el programa Apolo. La NASA creía que al construir un avión espacial reutilizable, sería posible reducir el costo de trasladar personas y carga a la órbita terrestre baja.

Los aviones espaciales han sido un fracaso colosal en términos de reducir el costo de lanzamiento: la masa y la complejidad agregadas más que aniquilan los beneficios de la reutilización. Los vehículos desechables de estilo antiguo como el Russian Proton cuestan alrededor de $ 2300 por libra de carga. El transporte cuesta alrededor de $ 8000 por libra, más del triple de los costos.

Peor aún, el complejo escudo térmico y la necesidad de impulsores secundarios hicieron que el transbordador fuera peligroso como vehículos espaciales. De los cinco transbordadores, dos explotaron y 1,5% de misiones terminó en muertes.

El fracaso del transbordador como medida de ahorro de costos debe haber sido claro al principio del proceso de diseño, pero la NASA siguió adelante, ejecutando el programa del transbordador de 1981 a 2011. Son tres décadas de horrible desperdicio. El costo del programa de transporte $ 209 mil millones. El dinero ahorrado simplemente usando vehículos que ya teníamos sería más de $ 100 mil millones en este momento. Eso es suficiente para ir a Marte y regresar dos veces, poniendo las botas en el suelo en el planeta rojo para responder preguntas fundamentales sobre los orígenes de la vida.

La NASA ha llegado a la idea de que el programa del transbordador fue un error. En 2005, el jefe de la NASA, Michael Griffin dijo a USA Today

“Ahora se acepta comúnmente que ese no era el camino correcto […] Ahora estamos tratando de cambiar el camino mientras hacemos el menor daño posible”.

¿Qué hubiera sido posible sin el programa lanzadera?

Considere el vehículo Dragon de SpaceX, una modernización de los diseños de cohetes más tradicionales. El Dragon V1 puede llevar 13,228 libras de carga, a un costo neto de $ 13 millones, o un poco menos de $ 1000 por libra, ocho veces menos que el transbordador y menos de la mitad del costo del viejo Proton. Este es un vehículo que solo ha estado en desarrollo durante algunos años y fue creado con una pequeña fracción del presupuesto de la NASA. Se espera que la próxima iteración, el Dragon V2, que será reutilizable, baje el precio mucho más (tal vez a menos de $ 500 por libra).

El Dragon V2 utilizará una cápsula de reentrada en forma de gota de chicle simple y robusta del tipo que se usa en todo, desde el programa Gemini hasta el Soyuz. La innovación es el uso de pequeños cohetes para permitir que la cápsula realice un aterrizaje controlado en lugar de un amerizaje, una característica en la que fueron pioneros con el prototipo "saltamontes". Esto es mucho más simple que intentar construir un avión espacial y probablemente mucho más barato.

El tema común aquí podría llamarse "falso progreso". La NASA ha desperdiciado una asombrosa cantidad de dinero en la búsqueda de "avances" técnicos que no fueron mejoras. Los aviones espaciales y los hábitats espaciales modulares no son buenas ideas en el mundo real.

Quizás un problema es que la NASA no tiene la influencia correctora de las presiones del mercado. Las fuerzas del mercado tienden a eliminar este tipo de desperdicio, ya que los competidores con tecnología mejor y más barata ganan. En un próspero mercado de exploración espacial, los aviones espaciales seguirían siendo una nota al pie olvidada, la Nintendo Virtual Boy 4 productos de Nintendo que se adelantaron a su tiempoNintendo siempre ha sido una empresa innovadora, pero incluso sus productos menos conocidos se adelantaron a su tiempo. Lee mas de vehículos de lanzamiento.

La NASA también es vulnerable a las presiones políticas de tipo miope. Aviones espaciales Mira como el futuro si eres un político que nunca ha tomado una clase de ingeniería. Tal vez puedan imaginarse a sus nietos subiendo a bordo de uno en un aeropuerto un día, por lo que empujan el programa por encima de las quejas de los ingenieros. Construir una estación espacial en cooperación con otras cuatro naciones parece una gran idea, siempre que sea un político que esté más interesado en los titulares que en la ciencia. La NASA de los últimos cuarenta años es un ejemplo vívido de lo que sucede cuando dejas que la política ocupe el lugar de la prudencia científica.

¿Quién mató a la ópera espacial?

La gente reacciona emocionalmente a las críticas a la NASA. Permítanme aclarar que esta crítica no proviene del odio a la exploración espacial. No me molesta la carga fiscal impuesta por la NASA, que es mínima. Me molesta que no estemos obteniendo tanta exploración espacial como podríamos por el dinero que estamos gastando. Algunos hermosos y cosas fascinantes Experimente la exploración espacial en 3D en visualizaciones de la NASA¿Eres un compañero explorador espacial? Si tuviera la oportunidad de experimentar lo que es ser un astronauta, o incluso uno de los muchos equipos de soporte técnico que apoyan la exploración espacial, ¿podría ... Lee mas ha salido de la ISS y de los programas de transporte. Es triste pensar en lo que pudo haber sido.

La reciente explosión del progreso espacial no proviene de la NASA, sino de un puñado de pequeñas empresas privadas. con un fuerte motivo de lucro para reducir costos y una devoción ideológica a la causa del espacio asequible exploración.

SpaceX despojado de todo el brillo de relaciones públicas es emocionante Elon Musk vs. Richard Branson: La carrera por una Internet satelital barataMás de cuatro mil millones de personas no tienen acceso a Internet. ¿Cómo arreglamos eso? La respuesta está sobre nuestras cabezas ... Lee mas . Su fundador y propietario, Elon Musk, lo ve como un esfuerzo heroico para salvaguardar a la humanidad contra la extinción.

“Es gracioso, no todo el mundo ama a la humanidad. Ya sea explícita o implícitamente, algunas personas parecen pensar que los humanos son una plaga en la superficie de la Tierra. Dicen cosas como, “La naturaleza es tan maravillosa; las cosas siempre son mejores en el campo donde no hay gente ”. Implican que la humanidad y la civilización son menos buenas que su ausencia. Pero no estoy en esa escuela. Creo que tenemos el deber de mantener la luz de la conciencia, para asegurarnos de que continúe en el futuro ".

Musk es solo el portador más reciente de esta filosofía de exploración espacial. Los científicos han visto la exploración espacial como un imperativo moral durante cientos de años. En 1610, Kepler le escribió a Galileo sobre la posibilidad de viajes humanos a otros planetas del sistema solar recientemente descubiertos.

“Creemos naves y velas ajustadas al éter celestial, y habrá mucha gente sin miedo a los páramos vacíos. Mientras tanto, prepararemos, para los valientes viajeros del cielo, mapas de los cuerpos celestes ".

Ese es el sueño que impulsó a Galileo, Werner Von Braun y Elon Musk, y es un sueño que, finalmente, está comenzando a hacerse realidad. Hoy, las empresas espaciales privadas están ampliando los límites de lo que es posible. Interés público en el espacio claramente existe ¿Podemos contribuir a la exploración espacial? Estas 7 herramientas en línea dicen que podemos¿Y el hombre de la acera? ¿El estudiante de secundaria en la clase de ciencias? ¿La madre que alguna vez soñó con vestirse para un vuelo espacial? ¿Seguirán siendo los sueños o pueden contribuir a ... Lee mas y, como demuestra el auge, también lo hace el dinero. Lo que se necesita es la voluntad política e institucional de asumir grandes riesgos sin perder de vista la practicidad. Esto supondrá abandonar algunos proyectos menos ambiciosos ya en marcha, que serán controvertidos.

También valdrá la pena. Hay mucho en juego aquí: si permitimos que el nuevo boom espacial se desvanezca, nos encontraremos con más décadas de ciencia retrasada, proyectos vanidosos, dinero desperdiciado y ambiciones desperdiciadas.

No puedo imaginar nada más deprimente.

Créditos de imagen: Esfuerzo del transbordador espacial de la NASA, por Andrew Adams, Diagrama del transbordador espacial soviético, Steve Jurvetson, CATS instalados en ISS, por GSFC, Costa este de EE. UU. Por la noche desde ISS, El Observatorio de la Tierra de la NASA, Sombra de Luna por James Jordan, Panorama del cráter este del Apolo 11 por GSFC, dragón rojo por SpaceX, Dragón SpaceX por Kevin Gill