Vad är nytt om det nya rymdloppet?

Det är 2015, och platsen är cool igen.

SpaceX har föryngrat allmänintresset i rymden och planerar redan ett Mars-uppdrag. Forbes gör profiler på asteroid gruvdriftstart. En koalition av privata företag bygger en rymdport i New Mexico. Det är den mest spännande perioden för utforskning av rymden sedan sista måneuppdraget 1972.

Under detta uppdrag slutade astronauten Eugene Cernan mänsklighetens sista moonwalk med dessa ord:

“När jag tar människans sista steg från ytan [...] Jag skulle bara vilja lista vad jag tror historien kommer att spela in: att Amerikas utmaning idag har smidd människans öde i morgon. Och när vi lämnar månen vid Taurus Littrow lämnar vi när vi kommer och, Gud villiga, som vi kommer att återvända, med fred och hopp för hela mänskligheten. Godspeed besättningen av Apollo 17.”

Under de 43 åren sedan han talade dessa ord har mycket hänt. Sovjetunionen föll. Datorteknik exploderade. Concorde kom och gick. Men vi gick aldrig tillbaka till månen. Faktum är att människor inte har varit ute av Låg Jord Orbit sedan Apollo 17 återvände.

Vi har skickat några prober och landade robotar på Mars. Vi byggde shuttle och ISS. Inget av det är banbrytande. Den första raketen för att uppnå Low Earth Orbit gjorde det 1961. Den första “framgångsrik” Mars-sonden skulle röra ner ett decennium senare 1971. Den första rymdstationen gick upp 1971. Bristen på innovation försvagade allmänintresset i rymden och dödade rymdoperaen som en genre.

Vad gick fel? Vad hände med NASA? Och vad förändras nu? Låt oss klocka tillbaka klockan.

Destination: Stagnation

Det finns inget sätt att berätta för denna historia utan att ge huvudrollen till NASAs budget (eller snarare brist på det). Här är ett diagram över NASAs budget sedan Apollo-tiden.

Det har uppenbarligen varit några nedskärningar. När det kalla kriget ebbedde i början av 70-talet blev det klart att rädslan för kommunistisk teknologisk överlägsenhet hade blivit överblåst. Space Race-berättelsen föll ifrån varandra, och det gjorde också offentligt stöd till det dyra Apollo-programmet. Med Vietnamkriget som redan gick illa, valde Nixon att tyst avbryta de sista uppdrag och avsluta Apollo. På något sätt hade detta varit planen från början.

1968 skickade George Trimble, biträdande direktör för NASA: s Manned Spacecraft Center (MSC) ett memo som begärde att Apollo-programmet hade en ändlig längd och en väldefinierad slutpunkt.

“[...] att fullbordandet av den första mållandningen och säker avkastning av besättningen definieras som slutet av Apollo-programmet. Detta kommer att ge en skarp slut som alla kan förstå och kommer att vara det lägsta kostnadsprogrammet. Lunar Exploration Programmet, eller vilket namn som väljs, kommer att ha en definierbar helhet [sic] och kan planeras och försvaras som en enhet. Detta kommer att undvika att Apollo-programmet drar till en odefinierad uppsägning ... ”

Det antogs att Apollo-programmet skulle följas upp med en resa till Mars eller en långsiktig månebas. I stället efter finansieringsnedskärningarna fattades beslut om övergång till orbitalutforskning, inklusive byggandet av en stor rymdstation. Massor av observatörer har lagt skulden för den aktuella rymdstagnationen vid fötterna av kortsiktiga, penny-pinching regulatorer. Detta är en berättelse jag skulle vilja utmana.

Medan nedskärningen av NASA-budgettet var en faktor i nedgången i den amerikanska rymdutforskningen är det långt ifrån hela historien. Mycket av skulden ligger hos NASA själv. Det förlorade fokus och blev inblandad i dyra tekniska dead ends.

Tänk på följande: Sedan Apollo-tiden har NASAs budget minskat ca 50% - men det är inte chockerande.

De grundläggande FoU-insatserna på raketerna absorberade mycket av extrapenningen. Efter det att R & D gjordes för Saturnus V kostar varje månadslansering bara 375 miljoner dollar 1970 (cirka 2,5 miljarder dollar i 2015-dollar). NASAs moderna budget på ungefär 15 miljarder dollar är mycket att bibehålla regelbundna måneuppdrag, om det var en prioritet.

I motsats till den populära troen - den begränsande faktorn är inte ekonomisk.

Om ett måneuppdrag inte exciterar dig, hur är det med Mars Direct? Den omsorgsfullt budgeterade barbensarkitekturen för ett bemannat uppdrag till Mars och tillbaka skulle kosta cirka 50 miljarder dollar. Om NASA ägde fem år till utsikterna, är det långt ifrån räckhåll.

Så nu när vi ser vad vi kunde ha köpt ... vad gjorde vi med pengarna istället?

Stationer och shuttles

Låt oss prata om ISS.

ISS subventionerades genom att sprida det ut bland många länder, som alla skulle dra nytta av PR och forskning som genererades av den. Kostnadsfördelningen är upplysande.

USA tillbringade 72,4 miljarder dollar för att bygga sina delar av stationen och 50,4 miljarder dollar mer att lyfta den i omlopp, för en total kostnad på 120,8 miljarder dollar. Investeringarna i Ryssland, Japan, EU och Kanada kompletterar bara 24 miljarder dollar i kombination. Så mycket för att "sprida kostnaden"

Hur effektiv är ISS jämfört med tidigare rymdstationer?

ISS är en skarp avgång från tidigare rymdstationer. Den är byggd av mindre moduler i en mer komplex konfiguration än tidigare “enkelrum” stationer. Detta är intressant teknik, men dyr.

Lanserades strax efter slutet av Apollo-programmet, vår första station (“Skylab”) kostar 10 miljarder dollar i moderna dollar att bygga. Den hade en intern volym på cirka 360 meter cubed. ISS kostar cirka 150 miljarder dollar med en volym på 907 kubikmeter. USA kunde ha spenderat 30 miljarder dollar och lanserade tre Sky-lab-moduler och byggde en station som var större än ISS för mindre än en fjärdedel av kostnaden. De överstående 90 miljarder dollar kunde ha betalat för en resa till Mars och tjugo månen uppdrag.

Tänk på rymdfärjan själv - den mest synliga formen av rymdutforskning sedan Apollo-programmet. NASA trodde att genom att bygga ett återanvändbart rymdplan skulle det vara möjligt att minska kostnaden för att flytta människor och last till Low Earth Orbit.

Rymdplanen har varit ett stort misslyckande när det gäller att minska lanseringskostnaden - den ökade massan och komplexiteten mer än att torka bort några fördelar från återanvändning. Gamla engångsfordon som den ryska protonen kostar ca 2300 dollar per pund last. Skytteln kostar omkring 8000 dollar per pund, mer än tre gånger kostnaderna.

Värre, den komplexa värmeskölden och behovet av sekundära boosters gjorde skytteln farlig som rymdfordon. Av de fem shuttlesna, två exploderade och 1,5% av uppdrag slutade i dödsfall.

Fartbussens misslyckande som en kostnadsbesparande åtgärd måste ha varit tydlig tidigt i konstruktionsprocessen, men NASA plöjde sig och kör skyttelprogrammet från 1981 till 2011. Det är tre decennier av skrämmande avfall. Shuttle-programmet kostar 209 miljarder dollar. Pengarna sparas bara genom att använda fordon vi redan hade skulle vara mer än 100 miljarder dollar nu. Det räcker för att gå till Mars och tillbaka två gånger, sätta stövlar på marken på den röda planeten för att svara på grundläggande frågor om livets ursprung.

NASA har kommit till tanken att shuttle-programmet var ett misstag. År 2005 berättade NASA-chef Michael Griffin USA Today

“Det är nu allmänt accepterat att det inte var rätt väg [...] Vi försöker nu ändra vägen samtidigt som vi gör så lite skada som vi kan.”

Vad skulle ha varit möjligt utan shuttle-programmet?

Tänk på SpaceXs Dragon Vehicle, en modernisering av de mer traditionella raketdesignerna. Dragon V1 kan bära 13,228 pounds last, till en nettokostnad på cirka 13 miljoner dollar, eller lite under $ 1000 per pund - åtta gånger mindre än pendeln och mindre än hälften av kostnaden för den gamla protonen. Detta är ett fordon som bara har utvecklats under några år och skapades på en liten del av NASAs budget. Nästa iteration, Dragon V2, som kommer att återanvändas, förväntas sänka priset mycket längre (kanske till under $ 500 per pund).

Dragon V2 kommer att använda en enkel och robust gummi-droppformad återintagningskapsel av det slag som används av allt från Gemini-programmet till Soyuz. Innovationen är användningen av små raketer för att tillåta kapseln att göra en kontrollerad landning istället för en splashdown, en funktion som de banade med “gräshoppa” prototyp. Detta är mycket enklare än att försöka bygga ett rymdplan och sannolikt mycket billigare.

Det gemensamma temat här kan kallas “falsk framsteg”. NASA har slösat bort en häpnadsväckande summa pengar som driver teknisk “framsteg” det var inga förbättringar. Rymdplan och modulära rymdhabitater är inte bra idéer i den verkliga världen.

Kanske är ett problem att NASA inte har korrigeringspåverkan av marknadstrycket. Marknadskrafterna tenderar att eliminera denna typ av avfall, eftersom konkurrenter med bättre och billigare teknik vinner. I en blomstrande utrymmeutforskningsmarknad skulle rymdplanen förbli en bortglömd fotnot, Nintendo Virtual Boy 4 Nintendo-produkter som var långt före deras tid. 4 Nintendo-produkter som var långt före deras tid Nintendo har alltid varit ett innovativt företag, men även deras mindre kända produkter var före sin tid. Läs mer av startfordon.

NASA är också utsatt för politiska påtryckningar av den kortsträckta typen. Rymdplan se som framtiden om du är en politiker som aldrig har tagit en ingenjörsklass. Kanske kan de föreställa sig sina barnbarn klättrar ombord på en på en flygplats en dag, så de driver programmet över klagomål av ingenjörer. Att bygga en rymdstation i samarbete med fyra andra länder låter som en bra idé, förutsatt att du är en politiker som är mer intresserad av rubriker än vetenskapen. NASA av de senaste fyrtio åren är ett levande exempel på vad som händer när du låter politiken ta plats för vetenskaplig försiktighet.

Vem dödade rymdoperan?

Människor reagerar emotionellt på kritik mot NASA. Låt mig förtydliga att denna kritik inte kommer från ett hat för rymdutforskning. Jag är inte upprörd om den skattskyldighet som åläggs av NASA, vilket är minimal. Jag är upprörd att vi inte får nästan lika mycket utrymmeutforskning som vi kan vara för de pengar vi spenderar. Några vackra och fascinerande saker Upplev Space Exploration I 3D På NASA Visualizations Upplev Space Exploration In 3D Vid NASA Visualizations Är du en kamratutforskare? Om du hade möjlighet att uppleva hur det är att vara en astronaut, eller till och med ett av de många tekniskt supportpersonal som stöder utforskning av rymden, skulle du ... Läs mer har kommit ut ur ISS och shuttle-programmen. Det är bara ledsen att tänka på vad som kan ha varit.

Den senaste tidens explosion av rymdutveckling kommer, inte från NASA, utan från en handfull små privata företag med starkt vinstmotiv för att minska kostnaderna och en ideologisk hängivenhet till orsaken till överkomlig rymdutforskning.

SpaceX strippad av alla PR glitz är spännande Elon Musk vs Richard Branson: Loppet för billig satellit Internet Elon Musk mot Richard Branson: Loppet för billig satellitinternet Över fyra miljarder människor har inte tillgång till internet. Hur fixar vi det? Svaret ligger över våra huvuden ... Läs mer. Dess grundare och ägare, Elon Musk, ser det som en hjältisk ansträngning för att skydda mänskligheten mot utrotning.

“Det är roligt, inte alla älskar mänskligheten. Varken uttryckligen eller implicit verkar vissa människor tro att människor är en sköld på jordens yta. De säger saker som, “Naturen är så underbar; saker är alltid bättre på landsbygden där det inte finns några människor runt.” De innebär att mänskligheten och civilisationen är mindre bra än deras frånvaro. Men jag är inte i den skolan. Jag tror att vi har en plikt att behålla medvetandet, för att se till att det fortsätter in i framtiden.”

Musk är bara den senaste bäraren av denna filosofi för rymdutforskning. Forskare har sett utrymmeutforskning som ett moraliskt imperativ för hundratals år. År 1610 skrev Kepler till Galileo om möjligheten till mänsklig resa till solsystemets nyligen upptäckta andra planeter.

“Låt oss skapa fartyg och seglar anpassade till den himmelska etern, och det kommer att finnas gott om människor som inte är rädda för det tomma avfallet. Under tiden ska vi förbereda för de modiga himmelresenärerna, kartor över de himmelska kropparna.”

Det är drömmen som körde Galileo, Werner Von Braun och Elon Musk - och det är en dröm som äntligen börjar bli verklighet. Idag sträcker privata rymdföretag gränserna för vad som är möjligt. Allmänhetens intresse för rymden finns tydligt Kan vi bidra till rymdforskning? Dessa 7 onlineverktyg säger att vi kan kunna bidra till rymdforskning? Dessa 7 onlineverktyg säger att vi kan hur med mannen på trottoaren? Högskolan i vetenskapsklassen? Mamman som en gång drömde om att passa på rymdflygning? Kommer drömmar kvar, eller kan de bidra till ... Läs mer, och som bommen visar sig - det gör pengarna också. Vad som är nödvändigt är den politiska och institutionella viljan att ta stora risker utan att förlora syn på praktiken. Detta kommer att innebära att man lämnar några mindre ambitiösa projekt som redan är i gång, vilket kommer att vara kontroversiellt.

Det kommer också att vara värt. Det finns mycket på spel här: om vi tillåter den nya rymdbommen att fizzla ut, är vi inne för mer decennier av retarded vetenskap, fåfänga projekt, bortkastade pengar och försvunna ambitioner.

Jag kan inte föreställa mig något mer deprimerande.

Bildkrediter: NASA Space Shuttle Endeavour, av Andrew Adams, Sovjet rymdfärdsdiagram, Steve Jurvetson, CATS Installerad på ISS, av GSFC, USA Eastern Seaboard at Night från ISS, NASAs Earth Observatory, Moon Shadow av James Jordan, Apollo 11 East Crater Panorama av GSFC, Red Dragon av SpaceX, SpaceX Dragon av Kevin Gill

Utforska mer om: Space, Technology.