Crédito de imagem: NASA
Em 14 de janeiro, o presidente George Bush fez um discurso na sede da NASA, descrevendo uma nova orientação estratégica para a agência espacial americana. Embora algumas das idéias iniciais para implementar a nova política espacial possam e devam ser substancialmente aprimoradas, a política em geral representa claramente um passo significativo e atrasado na direção certa para o programa espacial americano. O Comitê Diretor da Sociedade de Marte, portanto, congratula-se com a nova política apresentada na Diretiva Presidencial intitulada "Um Espírito Renovado de Descoberta". e exorta fortemente o Congresso a fornecer os fundos solicitados para as etapas iniciais solicitadas para o programa durante o próximo ano fiscal.
Nossa análise dos pontos fortes e das áreas necessárias para o aprimoramento da nova política é apresentada abaixo.
Análise
Como afirmado, a nova política espacial de Bush oferece oportunidades e armadilhas para os interessados em promover a exploração e expansão humana no espaço em geral e em Marte em particular. Embora não represente o início de um programa real de Lua / Marte, uma vez que quase todos os gastos sérios com sistemas de hardware que não sejam a cápsula da tripulação são adiados para as administrações que entrarem no cargo em 2009 ou mais, ele de fato abre caminho para o início de um programa que a administração de 2009 seja tão inclinado. Também fornece uma certa quantidade de energia livre que, se tratada adequadamente no período 2004-2008, pode ser usada para ajudar a garantir o surgimento de uma poderosa iniciativa de exploração humana dentro do prazo da administração de 2009.
Em seu discurso, Bush redefiniu o objetivo do programa espacial americano como o "estabelecimento de uma presença humana em todo o sistema solar". Essa afirmação pode parecer um mero floreio retórico, mas na verdade tem um significado programático concreto importante, pois legitima os gastos da NASA apoiando o desenvolvimento de tecnologia para a exploração humana da Lua e Marte. Esses gastos foram proibidos sob a ordem anterior e, nos últimos dez anos, os tecnólogos que buscavam financiamento para importantes tecnologias de exploração humana Lua / Marte tiveram que justificá-los argumentando seu valor para outros programas estabelecidos, como o programa de exploração robótica liderado pelo JPL. ou o ISS. Isso tornou impossível obter financiamento adequado para muitas tecnologias, como a utilização planetária de recursos in situ (ISRU), e levou a desastres, como o promissor programa de habitação inflável Transhab, liderado pelo JSC, que foi prejudicado quando a descoberta de que o planeta o trabalho de tecnologia de exploração estava sendo realizado sob a cobertura da ISS, levando ao cancelamento pela equipe do congresso. É por esse motivo que a Sociedade de Marte, desde sua Convenção Fundadora em 1998, fez campanha pelo estabelecimento de um item de linha da NASA para apoiar o desenvolvimento da tecnologia de exploração humana, para que essa atividade pudesse ocorrer abertamente. A iniciativa de Bush cumpre plenamente esse objetivo, com um saudável financiamento inicial do programa. Por essa razão, se não houver outra, a ação de Bush deve ser vista como um desenvolvimento extremamente positivo.
A nova política também criará uma organização do programa na sede da NASA, chamada Código T, que aumentará significativamente o nível de esforços da NASA para desenvolver planos eficientes para a exploração planetária humana. Este também é um desenvolvimento bem-vindo.
Além disso, a política de Bush também fornece uma base para a inclusão de requisitos de pesquisa em exploração humana no projeto de missões planetárias robóticas. No final dos anos 90, representantes do escritório de missões de exploração humana do JSC tentaram utilizar as oportunidades de voo a bordo dos pousos robóticos de exploração Mars, liderados pelo JPL, mas como os pesquisadores do JSC não tinham mandato nem dinheiro, não tinham força nem dinheiro para fazer backup. seus pedidos e foram tratados de acordo. Sob a nova política espacial, um mandato e fundos devem estar disponíveis para apoiar pesquisas relacionadas à exploração humana e experimentos de voo tecnológico a bordo de naves espaciais lunares e planetárias robóticas. Isso poderia permitir que tais cargas voassem como clientes pagantes a bordo da espaçonave científica patrocinada pelo JPL / Code S ou, alternativamente, apoiasse o financiamento de pousadores robóticos controlados por programas de exploração humana cuja missão principal seria fornecer dados de engenharia para o programa de exploração humana, com outras cargas úteis científicas transportadas com base no espaço disponível.
A política de Bush também identifica de onde virão os fundos necessários para apoiar uma verdadeira iniciativa de exploração humana, com o redirecionamento dos orçamentos atuais dos ônibus espaciais e da ISS. Atualmente, o orçamento da Shuttle gira em torno de US $ 4 bilhões por ano, enquanto o orçamento da ISS está entre um e dois bilhões. Esse total de US $ 5 a US $ 6 bilhões por ano é mais do que suficiente para levar os humanos à Lua e a Marte nos dez anos seguintes ao início do programa. Assim, a iniciativa pode ser realizada dentro do orçamento existente da NASA de cerca de US $ 16 bilhões por ano em dólares de 2004, um nível considerado suportável pelos presidentes e maiorias do congresso de ambos os partidos nos últimos quatro mandatos presidenciais. Assim, a base financeira para o programa é clara e não é um imbecil do orçamento ou de forma alguma fantástica.
Em seu discurso, o Presidente convidou todas as nações a se unirem aos Estados Unidos na prossecução do programa proposto. Congratulamo-nos com esta afirmação, pois concordamos plenamente que a exploração e o assentamento do sistema solar é um grande objetivo que pode ajudar a unir a humanidade, digno e que requer a mobilização dos melhores talentos de todos os povos do mundo. Terra.
Por várias razões políticas e diplomáticas, a política de Bush atrasa a eliminação do ônibus espacial e da ISS até 2010, adiando, assim, um substancial programa de exploração humana até esse momento. Portanto, a escolha de realmente iniciar ou não um programa de exploração humana em Lua ou Marte e qual deve ser seu ritmo ou objetivos, está sendo efetivamente colocada nas mãos do governo de 2009.
O mérito desta decisão é discutível. Um ponto chave, no entanto, é que a administração de 2009 terá uma escolha. Ao deixar claro que o objetivo fundamental do programa de voos espaciais humanos é permitir que os humanos VOAM ATRAVÉS DO ESPAÇO (a visão da era Apollo) para explorar outros mundos, em vez de permitir que os humanos EXPERIMENTE O ESPAÇO (a visão da era Shuttle), a política de Bush ( deveria ser sustentado por sua reeleição ou pela concordância sobre esta questão de uma administração alternativa de 2005) efetivamente impede o compromisso da NASA com um ônibus espacial de segunda geração ("Ônibus espacial 2") como seu próximo grande programa. Há alguns meses, facções substanciais nos círculos de política espacial do congresso e da NASA projetaram um programa Shuttle 2 como o próximo grande projeto da agência após a ISS. Se isso tivesse ocorrido, o futuro teria sido assim: a década atual seria consumida com o retorno do ônibus espacial e a construção da ISS. A próxima década seria dedicada a prolongar a vida útil do Shuttle e o desenvolvimento do Shuttle 2. Os anos 2020 seriam uma repetição dos anos 80, tentando tornar o Shuttle 2 operacional, levando a uma decisão em 2030 sobre o próximo grande projeto. , que provavelmente seria o ISS-2. Felizmente, este? Dia da Marmota? o cenário de estagnação perpétua no espaço foi encerrado.
A decisão de atribuir a responsabilidade pela implementação e, portanto, o controle do programa à administração de 2009 promete tornar os próximos cinco anos um tempo extremamente interessante para os defensores do espaço. Em seu discurso, Bush definiu a expansão humana no sistema solar como o objetivo da NASA e colocou a idéia de uma base lunar iniciada em 2020 como a estratégia pela qual esse objetivo poderia ser abordado. Esse é um plano, mas nos próximos cinco anos haverá outros planos propostos para consideração pela classe política como um meio eficiente pelo qual a meta geral desejada pode ser alcançada com velocidade, confiabilidade e custo mínimos. O grande debate sobre qual deveria ser nossa estratégia para alcançar a Lua e os planetas não foi encerrado pelo discurso de Bush, mas aberto.
A vitória nessa saudável batalha de idéias irá para aquelas pessoas que convencem os jogadores, não apenas de hoje, mas de 2009 e além, do mérito de seus conceitos. A Mars Society aceita esse desafio e procurará participar ativamente dessa discussão para contribuir com seus conhecimentos técnicos e transmitir um entendimento à classe política, à comunidade técnica, à imprensa e ao público que, dentro do contexto da nova política espacial , que a exploração humana a curto prazo de Marte é viável, acessível e realmente digna dos esforços e riscos necessários.
Na transição de um tipo de programa espacial para outro, todo esforço deve ser feito para evitar danos colaterais desnecessários em partes valiosas do antigo programa. A decisão anunciada pela sede da NASA no final da semana passada de abandonar a missão planejada do ônibus espacial para atualizar e reiniciar o Telescópio Espacial Hubble (HST) é um exemplo do tipo de erro que precisa ser evitado. O Espectrógrafo Cosmic Origins e a Widefield Camera 3 projetados para levar o HST ao seu potencial total já foram construídos e testados e prometem um enorme retorno científico ao serem entregues em órbita. Se o plano de Bush fosse parar o ônibus imediatamente e economizar os US $ 24 bilhões necessários para operá-lo até 2010, a fim de iniciar o programa Lua / Marte com financiamento substancial imediatamente, isso seria uma coisa. Mas, dada a decisão de retornar o ônibus espacial, o cancelamento da atualização do Hubble economizaria apenas cerca de US $ 200 milhões, ou 1% do orçamento do programa, enquanto destruía cerca de 90% de seu valor científico. Isso é extremamente tolo.
Os argumentos de segurança também não serão lavados; se o ônibus é seguro o suficiente para voar para a ISS, é seguro o suficiente para cumprir sua missão no Hubble. De fato, enquanto as missões de transporte para o Hubble podem não ter o refúgio em órbita da ISS, a baixa inclinação dos voos do Hubble permite abortar o lançamento em águas tropicais quentes, onde as chances de sobrevivência da tripulação são muito melhores do que no frio abortamento do Atlântico Norte sites exigidos pelos lançamentos da ISS. Além disso, é difícil entender como uma agência que é muito adversa em termos de risco para realizar uma missão de transporte para o Hubble poderia ser séria ao considerar uma missão para a Lua ou Marte.
O cancelamento da missão Hubble só pode ser descrito como um erro grave, aparentemente cometido em nome do desejo de parecer "decisivo". em romper com o velho paradigma em favor do novo. Além dos danos causados à astronomia, seria uma coisa muito ruim para a nova política espacial infantil começar sua vida com um registro tão desagradável. Sob nenhuma circunstância a suposta disponibilidade iminente do Telescópio Espacial James Webb deve ser aceita como justificativa para o abandono do Hubble. Isso seria repetir o erro que a NASA cometeu em abandonar o Saturn V para o ônibus supostamente superior, ou o Skylab para a ISS? erros que atrasam o programa espacial em décadas de dezenas de bilhões de dólares. Se a liderança da NASA não encontrar motivos para esta questão, o Congresso deve tomar medidas vigorosas para reverter essa péssima decisão.
Questões tecnológicas
A maneira correta de executar um programa cujos objetivos abrangem tanto uma base lunar permanente quanto a exploração humana de Marte é projetar um conjunto de hardware de transporte que possa realizar missões humanas em Marte, um subconjunto modular modificado que pode ser usado para apoiar atividades lunares. Abordar o problema dessa maneira pode economizar muito tempo e dinheiro, pois apenas um conjunto de hardware precisa ser desenvolvido em vez de dois. Ele também maximiza o valor da Lua como campo de teste para Marte, pois, sob essa abordagem, as missões da Lua serão feitas usando o hardware de Marte e servirão diretamente para sacudi-lo. Desde que esta seja a abordagem adotada, um programa iniciado em 2009 poderia facilmente alcançar o pouso lunar pilotado até 2015 e lançar a primeira expedição humana a Marte até 2018. O acúmulo de uma base lunar permanente e missões contínuas em Marte poderia ocorrer simultaneamente. Como só é possível lançar em Marte a cada dois anos, em qualquer caso, as implicações de um programa concorrente são simplesmente que a taxa de lançamento do programa lunar seria reduzida um pouco durante os anos de lançamento de Marte. Programas de lançamento simultâneos também serviriam para minimizar os custos de lançamento, maximizando a taxa de produção das linhas de produção de reforço, pois o custo de operação de uma instalação de fabricação de veículos de lançamento aumenta apenas marginalmente com uma taxa de produção mais alta. Para usar uma analogia mundana, é preciso muito pouco trabalho extra para cozinhar dois bifes em vez de um, desde que você cozinhe os dois ao mesmo tempo. Na produção de veículos lançadores, essa parábola da cozinha mantém ainda mais força, pois os custos de mão-de-obra predominantemente dominam os dos materiais.
No contexto de um programa Lua / Marte tão bem planejado, existem certas tecnologias que são essenciais. Abordamos apenas dois dos mais críticos impulsionadores de elevação pesada e ISRU.
Impulsionadores de elevação pesada
A principal instrumentalidade técnica necessária para viabilizar bases lunares e missões em Marte é um veículo pesado com um estágio superior de hidrogênio / oxigênio capaz de jogar cargas úteis na classe de 50 toneladas na injeção Trans-lunar ou Trans-Mars. Essa é a capacidade demonstrada durante a década de 1960 pelo Saturno V. Quando esse veículo está disponível, missões lunares de ida e volta ou entrega de habitações unidirecionais e outras cargas pesadas à superfície lunar podem ser prontamente realizadas com um único lançamento. As missões piloto de Marte também podem ser realizadas usando vários lançamentos Trans-Mars discretos de um sistema desse tipo, sem montagem em órbita, como mostra o plano Mars Direct (Zubrin e Baker, 1990), o plano da Missão Stanford (Lusignan et al. 1992) ou a Missão de Referência de Projeto JSC 3 (Weaver et al, 1994).
Esses sistemas de lançamento da classe Saturno V podem ser facilmente criados neste momento, convertendo a pilha de lançamento do Shuttle através da eliminação do orbitador e sua substituição por um estágio superior LOx / H2, ou a criação de novos sistemas de propulsão totalmente líquidos. Recentemente, a Mars Society apresentou planos de uma grande empresa aeroespacial para desenvolver sua linha existente de reforçadores de média elevação para criar uma família de reforçadores modulares de carga pesada com cargas úteis que variam de um quarto, meio e de todos os recursos do Saturno V. Com base na experiência da empresa com desenvolvimentos anteriores bem-sucedidos de veículos de lançamento, todo o programa de desenvolvimento para criar toda a família de impulsionadores pode ser realizado em cinco anos, com um custo de desenvolvimento de cerca de US $ 4 bilhões. O custo de lançamento recorrente para o design do sistema da classe Saturn V foi de US $ 300 milhões por lançamento, ou menos de US $ 1000 / lb para entrega de carga útil à LEO. Os métodos para criar essas famílias de reforço são óbvios para engenheiros experientes em veículos de lançamento, e não temos dúvidas de que os concorrentes desta empresa planejam criar conjuntos de hardware semelhantes com custos e cronogramas de desenvolvimento comparáveis.
As alegações de certos especialistas que se opõem a qualquer iniciativa de exploração de que um novo impulsionador de trabalho pesado custaria dezenas de bilhões para desenvolver podem, portanto, ser prontamente mostradas como inexistentes. Esses veículos pesados também teriam muitas aplicações fora do programa de exploração humana.
ISRU
As bases lunares e as expedições a Marte são fortemente beneficiadas pelo uso de técnicas de utilização de recursos in situ (ISRU) para a produção de propulsores de retorno, consumíveis humanos e combustíveis para veículos e oxigênio para uso em missões prolongadas em uma superfície planetária. A economia de massa da missão para bases lunares ou missões de Marte resultantes da ISRU foi demonstrada em vários estudos e excede significativamente a oferecida pelos conceitos avançados de propulsão, com muito mais desenvolvimento e custos recorrentes do sistema.
A ISRU eficaz exige sistemas de processamento químico e fontes confiáveis de energia, para as quais os sistemas nucleares espaciais oferecem a maior promessa. Por isso, parabenizamos vivamente a administração pelo seu projeto Prometheus para criar esses sistemas nucleares espaciais. No entanto, observamos que até agora, as únicas aplicações consideradas pela NASA para seus sistemas de energia nuclear espacial eram a potência de naves espaciais e a propulsão elétrica nuclear (NEP). Sem descartar o importante valor da NEP para missões robóticas do sistema solar externo e outras missões que envolvem grandes mudanças de velocidade realizadas em períodos de tempo prolongados, observamos que o tamanho das unidades da NEP necessárias para fornecer propulsão para missões de exploração humana é da ordem de 10.000 quilowatts. Por outro lado, quando usado para produzir propulsores químicos em superfícies planetárias, o tamanho do reator necessário para apoiar a exploração humana é reduzido para cerca de 100 quilowatts. Isso ocorre porque um reator muito menor, estacionado em uma superfície planetária que produz propulsores, pode emitir energia por um longo período de tempo antes do voo, armazená-lo como propulsor químico, que pode liberar a energia o mais rápido possível em condições de vôo. As alavancas de missão em massa alcançadas por essas opções de propulsão química suportadas pelo ISRU são maiores do que as oferecidas pela NEP, enquanto nas missões internas do sistema solar os tempos de vôo são menores (duas ordens de magnitude menores para aplicações lunares). Além disso, os sistemas químicos suportados pela ISRU podem ser usados não apenas para transferência orbital, mas também para ascensão planetária.
Assim, enquanto a energia nuclear espacial está possibilitando o ISRU, é o ISRU que reduz significativamente o custo e aumenta o valor da energia nuclear espacial no apoio à exploração humana. As duas tecnologias devem, portanto, ser perseguidas em paralelo, e uma fração apropriada do orçamento de Prometheus é aplicada para levar as aplicações ISRU de energia nuclear espacial ao status de voo e para apoiar missões robóticas que demonstram essa tecnologia na Lua e em Marte.
Além disso, os requisitos devem ser escritos no programa Prometheus para garantir que os sistemas de energia desenvolvidos sejam compatíveis para operação na superfície da Lua e Marte, pois seu uso na superfície planetária para produzir propulsores e consumíveis representa de longe o método mais vantajoso de empregando-os para apoiar a exploração espacial humana a curto prazo, e seu poder é necessário na superfície para apoiar as operações da base em qualquer caso.
Tanto a tecnologia ISRU quanto o desenvolvimento de elevadores pesados devem, portanto, ser prioridades centrais do esforço do Código T no período imediato.
Outros sistemas devem ser desenvolvidos com uma preocupação semelhante para o máximo em comum de hardware e tecnologia entre aplicativos de missão lunar e Marte.
Implicações políticas
O conjunto de eventos acionados pela nova política espacial criará um ponto de decisão por volta de 2009 que oferecerá três alternativas para ações futuras. Esses são;
1. O governo de 2009 pode optar por abortar completamente o programa Lua / Marte e simplesmente usar o Veículo de Exploração de Tripulação (CEV) como uma cápsula lançada sobre itens descartáveis, como forma de continuar visitando a ISS. Isso levaria a um programa ISS estendido do tipo Mir, realizado a um custo menor do que o possível usando lançamentos de Shuttle, mas sem nenhum objetivo discernível. Isso resultaria em estagnação no espaço por tempo que prevalecesse tal decisão programática e provável retrocesso no trabalho pesado, ISRU e outros programas necessários para a exploração humana.
2. O governo de 2009 pode decidir prosseguir de acordo com a idéia de construir uma base lunar, a partir de 2020, sem preocupação com a missão de Marte, exceto alegar que a experiência lunar será, sem dúvida, útil mais tarde, quando outros pensarem em ir a Marte. Isso resultaria no desenvolvimento de hardware de programa lunar na maior parte incompatível (exceto o booster), tornando necessário começar a desenvolver um novo conjunto de hardware por volta de 2030 ou possivelmente 2040, dados os emaranhados orçamentários que um programa lunar independente criaria, tornando provável que o primeiro pouso em Marte não ocorra antes de meados do século XXI. Como alternativa, dado o interesse limitado proporcionado por repetidas expedições lunares sem saída, o programa poderia simplesmente expirar.
3. O governo de 2009 pode decidir lançar um programa de humanos para Marte, com o objetivo de chegar a Marte dentro de dez anos, com expedições à Lua usando um subconjunto modificado do hardware de vôo de Marte, começando no ano 7. do programa. Porque apenas um conjunto de hardware precisaria ser desenvolvido em vez de dois e, como o custo aeroespacial é igual ao tempo das pessoas, isso representa uma abordagem de custo muito mais baixo para alcançar as metas estabelecidas na nova política espacial do que a alternativa (b). Além disso, é a única abordagem que resultará em exploradores humanos caminhando em Marte durante a vida útil de qualquer adulto atualmente.
Portanto, é imperativo que todos que desejam ver a exploração humana de Marte se tornem realidade, façam tudo o que puderem para lutar pelo curso ousado representado pela opção C. Nos laboratórios e organizações de engenharia, na imprensa, na sala de aula e a sala do comitê, no Ártico e no deserto, nos salões do congresso e em todos os locais de opinião pública, que variam de livros e documentos técnicos a grupos de notícias na internet e rádios noturnas, cada um precisará desempenhar seu papel.
Uma porta foi aberta e uma batalha de idéias que determinará a forma do futuro humano por muitos anos vindouros agora foi realmente unida. Onde isso vai levar depende de nós. Visões conflitantes que há duas semanas eram meros debates hipotéticos entre ativistas espaciais agora entraram no centro do discurso político. Congratulamo-nos com o desafio. Pois, como a razão é nossa testemunha e a coragem é nosso guia, prevaleceremos.
Fonte original: Comunicado de imprensa da Mars Society
