Z cyklu „ciekawe prezentacje” – tym razem coś o bardzo tanim locie na Księżyc. Firma NexGen Space LLC policzyła że gdyby NASA zastosowała do lotu na Księżyc ten sam model ekonomiczny jaki zastosowano w przypadku programów CRS oraz CCtCAP to można by wysłać ludzi na księżyc w ciągu 5-7 lat kosztem $10MM (po pięć dla jednego z dwóch konkurentów) +-30%. Następnym krokiem było by powstanie stałej bazy na księżycu za $30MM w ciągu 10-12 lat od pierwszego lądowania. Baza dostarczała by do punktu L2 paliwo i utleniacz dla NASA – 200 ton rocznie. Taka „orbitalna” stacja paliwowa pozwoliła by na zmniejszenie ilości lotów rakiety SLS niezbędnych do wysłania ludzi na Marsa z 12 do 3. A to docelowo spowodowało by że koszt lotu na Marsa byłby mniejszy niż przy obecnych planach NASA.
Poniższy obrazek pokazuje różne delta V potrzebne do przeniesienia obiektów między Ziemią, Księżycem, Marsem i L2. Opcja księżycowa pozwala na zaoszczędzenie sporych ilości paliwa (i pieniędzy).
Załogowy lot na Księżyc jest możliwy za pomocą obecnych technologii i rakiet SpaceX, jednakże wymaga sporej ilości startów i zaprojektowania kilku nowych modułów:
Najpierw dwa zmodyfikowane Falcony Heavy muszą wynieść na orbitę Ziemi ~36 tonowy moduł napędowy (składający się z połączonych, wydłużonych istniejących ostatnich stopni Falcona Heavy). Potem dwa Falcony 9 wynoszą na orbitę lądownik księżycowy i pojazd służący do startu z Księżyca. Wszystko to się łączy do kupy i leci na niską orbitę księżycową (po drodze odpadają kawałki modułu napędowego) – całość pozwala na wysłanie na niską orbitę księżyca prawie 17 ton ładunku (autorzy, na podstawie programu Apollo zakładają że tyle wystarczy dla lądownika i modułu startowego).
Drugim krokiem jest znowu wysłanie dwóch Falocnów Heavy z takimi samymi modułami napędowymi. Zaraz po nich startują dwa Falcony 9 – jeden z dodatkowym modułem paliwowym (12 ton) a jeden z załogową kapsulą Dragon V2x – też 12 ton. Całość się znowu łączy i leci na niską orbitę Księżyca. Tam astronauci przesiadają się do lądownika księżycowego i lądują nim (wraz z modułem startowym) na Księżycu. Po pobycie, wsiadają do modułu startowego i wracają do Dragona V2x. Pozbywają się modułu startowego a Dragon V2x dzięki paliwo z dodatkowego modułu paliwowego opuszcza orbitę Księżyca i wyrusza w podróż na Ziemię.
Autorzy dość dokładnie policzyli bilans masy i energii – misja taka jest możliwa do realizacji za pomocą obecnych technologii i nie trzeba dokonywać żadnych odkryć. Silniki używane w module do lądowania i startu z Księżyca to znane nam SuperDraco. Silniki używane w modułach napędowych to Merlin Vacuum. Jedynym problemem jaki należy rozwiązać jest długotrwałe przechowywanie kerozyny i ciekłego tlenu na orbicie.
Drugim etapem badania jest lądowanie na jednym z biegunów Księżyca – to także jest możliwe za pomocą rakiet Falcon 9 i Falcon Heavy, niestety trzeba ich kilka więcej – lądowanie na biegunie wymaga znacznie więcej paliwa.
Trzecia faza to stała baza na księżycu z dostawami zapasów co trzy miesiące i wymianą załogi co sześć miesięcy. Tu już zaczynamy wchodzić w okolice Science Fiction – trzeba zbudować lądowniki księżycowe wielokrotnego użycia, moduł transportowy wielokrotnego użycia itp. Wszystko to musi używać ciekłego wodoru/tlenu, trzeba także rozwiązać problem długotrwałego przechowywania tychże w kosmosie. Trzeba także zbudować silniki korzystające z tych paliw, które można wielokrotnie używać bez potrzeby posiadania dużych ilości helu na pokładzie.
Dlaczego więc NASA nie może użyć rakiety SLS, Oriona itp. i zbudować bazy na księżycu? Powód jest prosty – wszystko, czego dotyka się NASA jest bardzo drogie. Autorzy wstawili takie porównanie pokazujące koszty zaprojektowania i zbudowania różnych statków kosmicznych. W przypadku Cygnusa i Dragonów koszt jest kosztem NASA (nie jest brana pod uwagę inwestycja SpaceX czy Orbital Sciences, ale ją widać w kosztach każdego z pojazdów – żadna z firm do tego interesu nie dokłada).
Jak widać firmy prywatne są w stanie zaprojektować i zbudować statki kosmiczne nieporównanie taniej niż NASA. Autorzy przywołują słynne badanie NASA które wykazało że gdyby agencja budowała Falcona 9, to kosztował by on 8 do 10 razy więcej. Krytyków twierdzących że to wyjątek ma uciszyć przywołanie historii modułu SpaceHab – kosztował on $200M podczaas gdy NASA oszacowała że gdyby zlecono jego zaprojektowanie agencji, to koszt modułu wyniósł by $1.2MM.
Następnym powodem dla którego NASA powinna wybrać tą drogę jest historia wcześniejszych pomysłów agencji i ich finansowania przez Kongres – autorzy wspominają trzy wielkie wydarzenia z historii NASA:
- plany marsjańskiego lotu z lat 60’tych – lądowanie na Marsie w 1986 roku za około trylion dolarów; na widok budżetu NASA wymaganego do osiągnięcia tego celu Nixon się wkurzył, obciął go, skasował trzy ostatnie loty na Księżyc i kazał NASA zbudowanie taniej rakiety wielokrotnego użytku zdolnej do latania 50 razy rocznie za nie więcej niż $10M za każdy lot. Jak to się skończyło czytelnicy wiedzą bardzo dobrze.
- Space Exploration Initiative którą ogłosił George H. W. Bush (ojciec) w 1989 roku – stacja kosmiczna w latach 90’tych, stała baza na księżycu w 2009 i misja na Marsa w 2019 roku. NASA oszacowała że całość będzie kosztować około tryliona dolarów. Kongres zamiast dać pieniądze agencji, to dodatkowo obciął jej budżet a Bill Clinton usunął załogowe loty międzyplanetarne z celów strategicznych USA w 1996 roku. George H.W. Bush powiedział po latach że został wrobiony w ogłoszenie tego planu i że NASA wykazała się całkowitym brakiem wyobraźni proponując najdroższy możliwy plan.
- Program Constellation ogłoszony w 2004 roku przez George W. Busha (syn) – dokończenie ISS, loty promów kosmicznych do 2010 roku, nowy statek kosmiczny w 2012 roku, powrót na księżyc w 2020 roku i załogowe loty dalej (Mars, planetoidy) po 2020 roku. NASA znowu popisała się brakiem wyobraźni żądając potrojenia swojego budżetu. Oczywiście pieniędzy nie dostała a prezydent Obama skasował program Constellation.
Z tych właśnie powodów autorzy uważają że obecny plan lotu na Marsa jest nierealny, jako że NASA nie dostanie wystarczających ilości pieniędzy na jego realizację, a postępujące opóźnienia związane z brakiem pieniędzy spowodują że któryś z następnych prezydentów skasuje rakietę SLS i będzie koniec zabawy.
Proponowany przez autorów plan pozwala na bazę księżycową w okolicach 2030 roku i lądowanie na Marsie w okolicach 2040 roku przy płaskim budżecie NASA, bez proszenia kongresu o dodatkowe pieniądze. I bez pozbywania się ISS w celu oszczędności. Oczywiście istnieje sporo czynników ryzyka – największym z nich jest to że możemy nie znaleźć na księżycu wystarczającej ilości wody by produkować paliwo. Cały plan ma sens i jest możliwy do realizacji jeżeli tylko NASA miała by jaja by się na niego zdecydować. Możemy jednakże spokojnie założyć że NASA się na to nie zdecyduje. A to oznacza że największym osiągnięciem agencji jakie pewnie zobaczymy w ciągu najbliższych kilkunastu lat będzie załogowy lot wokół Księżyca kapsułą Orion. O lądowaniu na Księżycu czy misji na Marsa lub jeden z jego księżyców możemy raczej zapomnieć – NASA nigdy nie dostanie wystarczającej ilości pieniędzy by to osiągnąć.
