Was ist neu am neuen Weltraumrennen?

Es ist 2015 und der Raum ist wieder cool.

SpaceX hat das öffentliche Interesse am Weltraum verjüngt und plant bereits eine Marsmission. Forbes führt Profile für Asteroid-Mining-Startups durch. Eine Koalition privater Unternehmen baut in New Mexico einen Weltraumbahnhof. Es ist die aufregendste Zeit der Weltraumforschung seit der letzten Mondmission im Jahr 1972.

Während dieser Mission beendete der Astronaut Eugene Cernan den letzten Mondwanderweg der Menschheit mit folgenden Worten:

“Während ich die letzten Schritte des Menschen von der Oberfläche mache, möchte ich nur auflisten, was die Geschichte meiner Meinung nach dokumentieren wird: Die heutige Herausforderung Amerikas hat das Schicksal des Menschen von morgen bestimmt. Und wenn wir den Mond in Taurus Littrow verlassen, verlassen wir, während wir kommen, und wenn Gott will, werden wir, wenn wir zurückkehren, mit Frieden und Hoffnung für die gesamte Menschheit. Godspeed die Crew von Apollo 17.”

In den 43 Jahren, seit er diese Worte gesprochen hat, ist viel passiert. Die Sowjetunion ist gefallen. Computertechnologie explodierte. Die Concorde kam und ging. Aber wir sind nie zum Mond zurückgekehrt. Tatsächlich waren Menschen seit der Rückkehr von Apollo 17 nicht aus dem Low Earth Orbit.

Wir haben ein paar Sonden geschickt und Roboter auf dem Mars gelandet. Wir haben das Shuttle und die ISS gebaut. Nichts davon ist bahnbrechend. Die erste Rakete, die den Low-Earth-Orbit erreicht hatte, tat dies 1961. Die erste “erfolgreich” Die Mars-Sonde würde ein Jahrzehnt später, 1971, landen. Die erste Weltraumstation wurde 1971 errichtet. Der Mangel an Innovation unterdrückte das öffentliche Interesse am Weltraum und tötete die Weltraumoper als Genre.

Was schief gelaufen ist? Was ist mit der NASA passiert? Und was ändert sich jetzt? Lass uns die Uhr zurückdrehen.

Ziel: Stagnation

Es gibt keine Möglichkeit, diese Geschichte zu erzählen, ohne dem NASA-Budget eine Hauptrolle zu geben (oder vielmehr dessen Fehlen). Hier ist eine Grafik des NASA-Budgets seit der Apollo-Ära.

Offensichtlich gab es einige Kürzungen. Als der Kalte Krieg Anfang der 70er Jahre verebbte, wurde deutlich, dass die Ängste vor der kommunistischen technologischen Überlegenheit übertrieben worden waren. Die Geschichte des Weltraumrennens fiel auseinander und die öffentliche Unterstützung für das teure Apollo-Programm fiel ebenfalls aus. Da der Vietnamkrieg bereits schlecht lief, entschied sich Nixon dafür, die letzten Missionen ruhig abzubrechen und Apollo zu beenden. In gewisser Weise war dies von Anfang an der Plan.

Im Jahr 1968 sandte George Trimble, stellvertretender Direktor des Manned Spacecraft Center (MSC) der NASA, ein Memo mit der Bitte, dass das Apollo-Programm eine endliche Länge und einen genau definierten Endpunkt habe.

“[…] Dass die Durchführung der ersten Mondlandung und die sichere Rückkehr der Besatzung als das Ende des Apollo-Programms definiert werden. Dies wird ein knackiges Ende geben, das jeder verstehen kann und das Mindestkostenprogramm ist. Das Lunar Exploration-Programm oder der Name, den Sie auswählen, hat ein definierbares Ganzes.sic] und kann als Einheit geplant und verteidigt werden. Dadurch wird verhindert, dass sich das Apollo-Programm zu einer schlecht definierten Beendigung zieht… ”

Es wurde angenommen, dass das Apollo-Programm mit einer Reise zum Mars oder einer langfristigen Mondbasis fortgesetzt wird. Stattdessen wurde nach den Finanzierungskürzungen der Übergang zur Umlaufbahn im Weltraum, einschließlich des Baus einer großen Raumstation, beschlossen. Viele Beobachter haben die Schuld für die derzeitige Stagnation des Weltraums zu Füßen kurzsichtiger, penny-snuckender Regulatoren gelegt. Dies ist eine Erzählung, die ich gerne herausfordern würde.

Die Kürzung der NASA-Haushaltsmittel war zwar ein Grund für den Rückgang der amerikanischen Weltraumforschung, ist jedoch weit von der ganzen Geschichte entfernt. Die Schuld liegt hauptsächlich bei der NASA. Es verlor den Fokus und verwickelte sich in teure technologische Sackgassen.

Bedenken Sie Folgendes: Seit der Apollo-Ära ist das Budget der NASA gesunken ungefähr 50% - aber das ist nicht schockierend.

Die grundlegenden Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen der Raketen absorbierten einen Großteil des zusätzlichen Geldes. Nach dieser Forschung und Entwicklung für den Saturn V kostete jeder Mondstart 1970 nur 375 Millionen US-Dollar (etwa 2,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2015). Das moderne Budget der NASA in Höhe von rund 15 Milliarden US-Dollar ist ausreichend, um regelmäßige Mondmissionen aufrechtzuerhalten, wenn dies eine Priorität wäre.

Entgegen dem Volksglauben - Der limitierende Faktor ist nicht finanziell.

Wenn Sie eine Mondmission nicht begeistert, wie sieht es mit Mars Direct aus? Die akribisch budgetierte Bare-Bones-Architektur für eine bemannte Mars- und Marsmission würde ungefähr 50 Milliarden Dollar kosten. Wenn die NASA dem Prospekt fünf Jahre gewidmet hat, ist das alles andere als unerreichbar.

Nun, da wir sehen, was wir hätten kaufen können ... was haben wir stattdessen mit dem Geld gemacht??

Stationen und Shuttles

Reden wir über die ISS.

Die ISS wurde subventioniert, indem sie auf viele Länder verteilt wurde, von denen alle von der Öffentlichkeitsarbeit und der von ihr generierten Forschung profitieren würden. Die Aufschlüsselung der Kosten ist aufschlussreich.

Die USA gaben 72,4 Milliarden Dollar für den Bau ihrer Stationsteile aus und 50,4 Milliarden Dollar mehr, um sie in den Orbit zu heben, was insgesamt 120,8 Milliarden Dollar kostete. Die Investitionen von Russland, Japan, der EU und Kanada summieren sich auf insgesamt 24 Milliarden US-Dollar. So viel zu "die Kosten verteilen"

Wie effizient ist die ISS im Vergleich zu früheren Weltraumstationen??

Die ISS ist eine scharfe Abkehr von früheren Raumstationen. Es besteht aus kleineren Modulen in einer komplexeren Konfiguration als zuvor “Einzelzimmer” Stationen. Dies ist eine interessante Technologie, aber teuer.

Unmittelbar nach Ende des Apollo-Programms startete unsere erste Station (“Skylab”) Die Kosten für moderne Dollars beliefen sich auf 10 Milliarden Dollar. Es hatte ein inneres Volumen von etwa 360 Metern. Die ISS kostete etwa 150 Milliarden Dollar bei einem Volumen von 907 Kubikmetern. Die USA hätten 30 Milliarden Dollar ausgegeben, drei Sky-Lab-Module auf den Markt gebracht und eine Station gebaut, die für weniger als ein Viertel der Kosten größer war als die ISS. Die verbleibenden 90 Milliarden Dollar hätten für eine Reise zum Mars und zu zwanzig Mondmissionen bezahlt.

Betrachten Sie das Space Shuttle selbst - die sichtbarste Form der Weltraumforschung seit dem Apollo-Programm. Die NASA war der Ansicht, dass durch den Bau eines wiederverwendbaren Weltraumflugzeugs die Kosten für den Transport von Menschen und Fracht in den Low Earth Orbit reduziert werden könnten.

Weltraumflugzeuge waren ein kolossaler Misserfolg in Bezug auf die Senkung der Startkosten - die zusätzliche Masse und Komplexität machen die Vorteile der Wiederverwendbarkeit mehr als zunichte. Einwegfahrzeuge im alten Stil wie der russische Proton kosteten etwa 2300 US-Dollar pro Pfund Ladung. Der Shuttle kostet etwa 8000 US-Dollar pro Pfund, mehr als das Dreifache der Kosten.

Schlimmer noch, der komplexe Hitzeschild und die Notwendigkeit von sekundären Boostern machten den Shuttle als Raumfahrzeuge gefährlich. Von den fünf Shuttles waren zwei explodiert und 1,5% der Missionen endeten mit Todesopfern.

Der Misserfolg des Shuttles als kostensparende Maßnahme muss früh im Entwurfsprozess klar gewesen sein, aber die NASA plädierte für ein Shuttle-Programm von 1981 bis 2011. Das ist drei Jahrzehnte entsetzlicher Verschwendung. Das Shuttle-Programm kostete 209 Milliarden Dollar. Das Geld gespart Nur mit Fahrzeugen, die wir bereits hatten wäre jetzt mehr als 100 Milliarden Dollar. Das reicht, um zweimal zum Mars und zurück zu gelangen, um auf dem roten Planeten Stiefel auf den Boden zu setzen, um grundlegende Fragen über die Ursprünge des Lebens zu beantworten.

Die NASA ist zu der Auffassung gekommen, dass das Shuttle-Programm ein Fehler war. 2005 berichtete der NASA-Chef Michael Griffin gegenüber USA Today

“Es wird allgemein akzeptiert, dass dies nicht der richtige Weg war […] Wir versuchen jetzt, den Pfad zu ändern, während wir so wenig Schaden wie möglich anrichten.”

Was wäre ohne das Shuttle-Programm möglich gewesen?

Betrachten Sie das DragonX-Fahrzeug von SpaceX, eine Modernisierung der traditionelleren Raketendesigns. Der Dragon V1 kann 13.228 Pfund Fracht zu einem Nettokosten von etwa 13 Millionen US-Dollar oder etwas weniger als 1000 US-Dollar pro Pfund transportieren - achtmal weniger als der Shuttle und weniger als die Hälfte der Kosten des alten Proton. Dies ist ein Fahrzeug, das erst seit einigen Jahren in der Entwicklung ist und nur zu einem Bruchteil des NASA-Budgets erstellt wurde. Bei der nächsten Wiederholung, dem Dragon V2, der wiederverwendbar sein wird, wird der Preis voraussichtlich noch weiter sinken (vielleicht auf unter 500 USD pro Pfund)..

Der Dragon V2 wird eine einfache und robuste Wiedereintrittskapsel verwenden, wie sie vom Gemini-Programm bis zum Sojus verwendet wird. Die Innovation besteht in der Verwendung von kleinen Raketen, damit die Kapsel eine kontrollierte Landung anstelle eines Spritzwassers durchführen kann, eine Funktion, die sie mit der Pionierarbeit geleistet haben “Heuschrecke” Prototyp. Dies ist viel einfacher als der Versuch, eine Weltraumebene zu bauen, und ist wahrscheinlich weitaus günstiger.

Das gemeinsame Thema könnte hier genannt werden “falscher Fortschritt”. Die NASA hat erstaunlich viel Geld für technische Zwecke verschwendet “Fortschritte” das waren keine Verbesserungen. Weltraumebenen und modulare Raumlebensräume sind in der realen Welt keine guten Ideen.

Ein Problem besteht vielleicht darin, dass die NASA nicht den korrigierenden Einfluss des Marktdrucks hat. Die Marktkräfte tendieren dazu, diese Art von Abfall zu beseitigen, da Wettbewerber mit besserer und billigerer Technologie gewinnen. In einem florierenden Weltraum-Explorationsmarkt würden Weltraumflugzeuge eine vergessene Fußnote bleiben. Die Nintendo Virtual Boy 4-Nintendo-Produkte, die ihrer Zeit weit voraus waren. 4 Die Nintendo-Produkte, die ihrer Zeit weit voraus waren Weniger bekannte Produkte waren ihrer Zeit voraus. Lesen Sie mehr über Trägerraketen.

Die NASA ist auch anfällig für politischen Druck kurzsichtiger Natur. Raumflugzeuge aussehen wie die Zukunft, wenn Sie ein Politiker sind, der noch nie einen Ingenieurunterricht belegt hat. Vielleicht können sie sich vorstellen, dass ihre Enkelkinder eines Tages an Bord eines Flughafens an Bord gehen, sodass sie das Programm über die Beschwerden der Ingenieure hinwegsetzen. Der Bau einer Weltraumstation in Zusammenarbeit mit vier anderen Nationen klingt nach einer guten Idee, vorausgesetzt, Sie sind ein Politiker, der mehr an Schlagzeilen als an Wissenschaft interessiert ist. Die NASA der letzten vierzig Jahre ist ein anschauliches Beispiel dafür, was passiert, wenn Sie die Politik an die Stelle der wissenschaftlichen Vorsicht treten lassen.

Wer hat die Weltraumoper getötet??

Die Menschen reagieren emotional auf die NASA-Kritik. Lassen Sie mich klarstellen, dass diese Kritik nicht aus einem Hass der Weltraumforschung stammt. Ich bin nicht verärgert über die Steuerbelastung der NASA, die minimal ist. Ich bin verärgert, dass wir für das Geld, das wir ausgeben, nicht annähernd so viel Platz im Weltraum erforschen können. Einige schöne und faszinierende Dinge Erleben Sie die Weltraumforschung in 3D bei der NASA Visualisierungen Erleben Sie die Weltraumforschung in 3D bei der NASA Visualisierungen Sind Sie ein Weltraumforscher? Wenn Sie die Möglichkeit hätten zu erfahren, wie es ist, ein Astronaut zu sein, oder sogar eine der vielen technischen Support-Crews, die die Weltraumforschung unterstützen, würden Sie… Read More aus den ISS- und Shuttle-Programmen kommen. Es ist nur traurig zu denken, was hätte sein können.

Die jüngste Explosion des Weltraumfortschritts kommt nicht von der NASA, sondern von einer Handvoll kleiner privater Unternehmen mit einem starken Gewinnmotiv zur Kostensenkung und einem ideologischen Engagement für die Erforschung erschwinglicher Weltraumgebiete.

SpaceX ohne PR-Glanz ist spannend Elon Musk gegen Richard Branson: Das Rennen um billiges Satelliten-Internet Elon Musk gegen Richard Branson: Das Rennen um billiges Satelliten-Internet Über vier Milliarden Menschen haben keinen Internetzugang. Wie können wir das beheben? Die Antwort liegt über unseren Köpfen… Lesen Sie mehr. Elon Musk, Gründer und Inhaber, sieht darin ein heroisches Bestreben, die Menschheit vor dem Aussterben zu bewahren.

“Es ist lustig, nicht jeder liebt die Menschheit. Einige Menschen scheinen entweder explizit oder implizit zu glauben, dass der Mensch auf der Erdoberfläche eine Plage ist. Sie sagen Dinge wie, “Die Natur ist so wundervoll. Auf dem Land, wo sich keine Menschen befinden, ist es immer besser.” Sie implizieren, dass Menschlichkeit und Zivilisation weniger gut sind als ihre Abwesenheit. Aber ich bin nicht in dieser Schule. Ich denke, wir haben die Pflicht, das Licht des Bewusstseins zu erhalten, um sicherzustellen, dass es in die Zukunft geht.”

Moschus ist nur der jüngste Träger dieser Philosophie der Weltraumforschung. Wissenschaftler haben die Erforschung des Weltraums seit Hunderten von Jahren als moralischen Imperativ betrachtet. Im Jahr 1610 schrieb Kepler an Galileo über die Möglichkeit der Reise von Menschen zu den kürzlich entdeckten anderen Planeten des Sonnensystems.

“Lassen Sie uns Gefäße und Segel schaffen, die an den himmlischen Äther angepasst sind, und es wird eine Menge Leute geben, die keine Angst vor den leeren Abfällen haben. In der Zwischenzeit bereiten wir für die tapferen Himmelsreisenden Karten der Himmelskörper vor.”

Das ist der Traum, der Galileo, Werner von Braun und Elon Musk angetrieben hat - und es ist ein Traum, der endlich in Erfüllung geht. Private Raumfahrtunternehmen stoßen heute an die Grenzen des Möglichen. Das öffentliche Interesse am Weltraum ist eindeutig vorhanden. Können wir zur Weltraumforschung beitragen? Diese 7 Online-Tools sagen, wir können zur Weltraumforschung beitragen? Diese 7 Online-Tools sagen, wir können Was ist mit dem Mann auf dem Bürgersteig? Der Highschool im naturwissenschaftlichen Unterricht? Die Mutter, die einmal davon geträumt hatte, sich für einen Weltraumflug zu entscheiden? Werden dort Träume bleiben, oder können sie dazu beitragen,… Read More, und wie der Boom zeigt, auch das Geld. Notwendig ist der politische und institutionelle Wille, große Risiken einzugehen, ohne die praktische Anwendbarkeit aus den Augen zu verlieren. Dies beinhaltet das Aufgeben einiger weniger ehrgeiziger Projekte, die bereits in Bewegung sind, was kontrovers sein wird.

Es wird sich auch lohnen. Hier geht es um viel: Wenn wir den neuen Weltraumboom zulassen wollen, stehen uns mehr Jahrzehnte zurückgebliebener Wissenschaft, Eitelkeitsprojekte, verschwendetes Geld und vergeudete Ambitionen bevor.

Ich kann mir nichts Deprimierenderes vorstellen.

Bildnachweise: NASA Space Shuttle Endeavour, von Andrew Adams, Sowjetisches Space Shuttle-Diagramm, Steve Jurvetson, Auf der ISS installierte CATS, vom GSFC, US-Ostseekarte bei Nacht von der ISS, NASA-Erdbeobachtungszentrum, Mondschatten von James Jordan, Apollo 11-Ostkrater Panorama von GSFC, Red Dragon von SpaceX, SpaceX Dragon von Kevin Gill

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