Przyszłość ludzkich lotów kosmicznych

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) to jeden z najbardziej złożonych i kosztownych projektów inżynieryjnych, jakie kiedykolwiek podjęto. Kiedy zostanie ukończony w 2011 roku, będzie kosztował prawie 100 miliardów dolarów. A potem, zaledwie pięć lat później, stacja kosmiczna zostanie zniszczona, gdy NASA celowo zabierze ją z orbity i zanurzy w ziemskiej atmosferze.

Taki przynajmniej jest obecny plan NASA. Agencja chciałaby, aby stacja działała, ale finansowanie jej jest przewidziane tylko do 2015 r., ku konsternacji naukowców, którzy dopiero zaczynają z niej korzystać, oraz międzynarodowych partnerów, którzy zainwestowali w projekt miliardy dolarów. Wydłużenie żywotności stacji kosztowałoby od 2 do 3 miliardów dolarów rocznie. Nawet zejście z orbity – bezpieczne wyrzucenie jego szczątków do oceanu – nie będzie tanie, bo kosztuje co najmniej 2 miliardy dolarów.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2010 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Termin do 2015 r. oznacza, że ​​po dziesięcioleciach w dużej mierze bezkierunkowej polityki kosmicznej Kongres będzie zmuszony podjąć co najmniej jedną jasną decyzję: musi przeznaczyć fundusze na kontynuację działania stacji kosmicznej lub jej zniszczenie. A to tylko jeden z wielu pilnych problemów, z jakimi boryka się krajowy program lotów kosmicznych. Prom kosmiczny ma zostać wycofany z użytku pod koniec 2010 r. lub na początku 2011 r., pozostawiając NASA bez możliwości wysyłania astronautów w dowolne miejsce przez kilka lat. A kluczowe elementy programu eksploracji NASA, rakieta Ares I, która wystrzeli astronautów na orbitę i kapsuła Orion, która przetransportuje ich w kosmos, są opóźnione o kilka lat.

W październiku Komitet Augustyński, panel powołany przez Biały Dom i pod przewodnictwem byłego dyrektora generalnego Lockheed Martin Normana Augustine'a, wydał raport na temat przyszłości podróży kosmicznych. Komitet zbadał plany NASA i zbadał alternatywy. Wiele z raportu omawiało zalety różnych miejsc docelowych w kosmosie oraz technologie rakietowe i statki kosmiczne, które można wykorzystać do dotarcia do tych miejsc. Ale w raporcie zawarte jest uzasadnienie, dlaczego w ogóle powinien istnieć program lotów kosmicznych z udziałem ludzi. Komitet stwierdził, że ostatecznym celem ludzkich badań jest wytyczenie ścieżki ekspansji człowieka do Układu Słonecznego.

Rzeczy zrecenzowane

• Raport amerykańskiego Komitetu ds. Planów Załogowych Lotów Kosmicznych

Przez lata NASA i orędownicy przestrzeni kosmicznej przedstawiali wiele powodów uzasadniających wysyłanie astronautów w kosmos. Zdobyli poparcie, oferując coś dla każdego, zwłaszcza dla środowisk wojskowych i naukowych; postęp naukowy, strategiczna wyższość i międzynarodowy prestiż były na pierwszym miejscu wśród obiecanych korzyści. Jednak po bliższym przyjrzeniu się te uzasadnienia nie wytrzymują lub nie są już aktualne. Na przykład misje robotyczne są coraz bardziej zdolne do pracy naukowej w kosmosie i kosztują znacznie mniej niż ludzkie załogi. Satelity wystrzelone na jednorazowych dopalaczach pozwoliły Stanom Zjednoczonym na osiągnięcie strategicznej dominacji w kosmosie. A motywy zimnej wojny zniknęły wraz z upadkiem Związku Radzieckiego.

W rezultacie niektórzy doszli do wniosku, że nie ma już powodu do eksploracji kosmosu przez ludzi. Długoletnim krytykiem ludzkich lotów kosmicznych był nieżyjący już James Van Allen, który w 1958 roku dokonał pierwszego poważnego naukowego odkrycia ery kosmicznej: pasów radiacyjnych wokół Ziemi, które noszą jego imię. W eseju z 2004 roku Van Allen zastanawiał się, czy zrobotyzowany statek kosmiczny sprawił, że loty w kosmos stały się przestarzałe. Na koniec, napisał, zadaję sobie pytanie, czy ogromne narodowe zaangażowanie talentów technicznych w ludzkie loty w kosmos i wszechobecny potencjał utraty cennego ludzkiego życia są naprawdę usprawiedliwione.

Jednak dla większości inżynierów i astronautów zaangażowanych w program kosmiczny roboty nigdy nie sprawią, że astronauci staną się przestarzałe, ponieważ loty w kosmos są celem samym w sobie. Podzielają przekonanie komitetu, że celem tych misji załogowych jest umożliwienie ludziom ekspansji i ostatecznie osiedlenia się w przestrzeni kosmicznej.

Dla podatników, którzy mogą uznać tę perspektywę za mrzonkę lub coś z gatunku science fiction, pytanie brzmi, dlaczego ich pieniądze powinny być przeznaczone na jej wsparcie. Argument za finansowaniem badań kosmosu przez ludzi staje się podobny do argumentu za finansowaniem badań podstawowych: że robienie tego czasami bardzo się opłaca, zwykle w nieoczekiwany sposób. Z definicji przedsięwzięcia wysokiego ryzyka, takie jak eksploracja kosmosu lub nauka napędzana ciekawością, wydają się mało prawdopodobne i mają nieprzewidywalne wyniki, ale właśnie takie przedsięwzięcia doprowadziły do ​​wielu wynalazków i odkryć o ogromnym znaczeniu gospodarczym i historycznym.

Ci, którzy chcą spójnej długoterminowej polityki, muszą pogodzić swoje programy, albo popierać racjonalne uzasadnienie zasiedlenia przestrzeni, albo wymyślać jeszcze lepszy wspólny cel. To musi się wkrótce wydarzyć, w przeciwnym razie program kosmiczny NASA zostanie zatrzymany. Komitet ujął to bez ogródek: wydaje się, że amerykański program lotów kosmicznych jest na niezrównoważonej trajektorii.

To prawda od jakiegoś czasu. Na początku 2004 roku prezydent Bush przedstawił swoją strategię kontynuowania amerykańskiego programu kosmicznego. Kluczowe kamienie milowe obejmowały ukończenie ISS i wycofanie promu kosmicznego do 2010 r., opracowanie czegoś, co stało się znane jako Orion i Ares I do 2014 r., oraz powrót ludzi na Księżyc do 2020 r., z długoterminowymi, ale nieokreślonymi planami wykraczającymi poza Mars.

Ale Bush nie przedstawił jasnego, jednoczącego uzasadnienia tych planów i nigdy nie otrzymały one pełnego finansowania. Przy ograniczonym budżecie projekty nakreślone przez Busha potrwają o lata dłużej niż pierwotnie planowano. Przykładem jest ciężka rakieta Ares V potrzebna do ludzkich misji na Księżyc. Obecny plan wymaga, aby był gotowy pod koniec 2010 roku, ale komisja stwierdziła, że ​​nie można go ukończyć przed końcem lat 20. – a nawet wtedy nie byłoby pieniędzy na opracowanie niezbędnego lądownika.

Korzystając z uzasadnienia Komitetu Augustyńskiego, możemy jednak opracować rozsądny plan oparty na podstawowym celu, jakim jest ekspansja człowieka do Układu Słonecznego. Po sprecyzowaniu celu programu kosmicznego można lepiej wydać pieniądze, a wyniki można mierzyć konkretnie; Kongres ma o wiele większe szanse na zapewnienie wystarczających funduszy w dłuższej perspektywie, jeśli zobaczy po drodze, że rozsądnie wydane pieniądze przynoszą wymierne rezultaty. Jedną z pierwszych i najłatwiejszych decyzji do podjęcia jest przedłużenie życia ISS do 2020 roku. Jeśli ludzie mają żyć i pracować w kosmosie przez dłuższy czas, musimy testować technologie i oceniać ludzką wydajność w tych warunkach, a ISS byłaby idealnym laboratorium. Ponadto utrzymanie stacji w ruchu pozwoli zachować ważne międzynarodowe partnerstwo dla przyszłych misji.

Jednym z wyzwań związanych z wydłużeniem żywotności stacji kosmicznej jest to, że po wycofaniu wahadłowca rosyjski statek kosmiczny Sojuz będzie jedynym środkiem transportu załóg na i z orbity, dopóki Ares I i Orion nie będą gotowe, teoretycznie w 2015 roku (komisja uważa, że ​​rok 2017 jest bardziej prawdopodobny). Raport Augustine'a sugeruje, że NASA powinna zaprzestać przewożenia astronautów tam iz powrotem i pozwolić sektorowi komercyjnemu zapewnić transport na stację. Istnieje nadzieja, że ​​firmy obsługujące NASA i innych klientów (takich jak turyści kosmiczni, a nawet inne rządy) mogą wymienić wahadłowiec szybciej i taniej niż NASA, uwalniając pieniądze na eksplorację.

Raport zdecydowanie popiera również technologię, którą NASA w dużej mierze przeoczyła do tej pory: tankowanie w kosmosie. Mając taką możliwość, nie musielibyśmy opracowywać ekstremalnie drogich rakiet, takich jak Ares V, które byłyby wystarczająco duże, aby przenosić całe paliwo potrzebne do podróży na Księżyc. Zbiorniki paliwa – a tym samym same rakiety – mogą być mniejsze. Operatorzy komercyjni mogliby transportować paliwo, a nawet utrzymywać magazyny paliw na orbicie. Komitet stwierdził, że niezbędne technologie można zademonstrować w kosmosie w ciągu kilku lat.

Jeśli społeczność kosmiczna Ameryki nie może zgodzić się na takie podejście, a tym samym zapewnić potrzebne fundusze, podsumowuje Komitet Augustyński, lepiej byłoby przestać wysyłać ludzi w kosmos, zamiast marnować pieniądze i być może żyć na programie, który nie ma szans na sukces: Program ludzkich lotów kosmicznych… znajduje się w punkcie zwrotnym, w którym albo trzeba zapewnić dodatkowe fundusze, albo program eksploracji ustanowiony po raz pierwszy przez prezydenta Kennedy'ego musi zostać porzucony, przynajmniej na razie.

Jeff Foust jest redaktorem i wydawcą The Przegląd kosmosu.

ukryć