En dramatisk vecka i rymduppskjutningspolitiken har lämnat NASA:s Space Launch System (SLS) med ett kraftigt reducerat uppskjutningsmanifest och ställer tvivel om utsikterna för framtida uppgraderingar av den massiva bärraketen.
På måndagen Vita husets budgetförfrågan lade fram administrationens planer för NASA:s kommande år. För SLS var det tre betydande förändringar.
SLS planerade uppgraderingar, nu uppskjuten.
För det första sköt budgetförfrågan upp utvecklingen av uppgraderingar från den ursprungliga Block 1-designen till kommande år, med byrån i uppdrag att fokusera på att få fordonet att flyga först. I sin nuvarande form kallas det övre steget Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) och det är i huvudsak en ompaketerad version av ett Delta IV övre steg med en enda RL-10-motor som drivs med 25 ton drivmedel. Med detta övre steg kan SLS skicka Orion-kapseln och dess servicemodul runt månen.
Detta är tillräckligt för de två första planerade SLS-uppdragen, Exploration Mission 1 & 2 (EM-1 & EM-2), först skicka en obemannad kapsel på en månadslång utflykt till cislunarrymden 2020, och därefter skicka en besättning på en liknande resa år 2022.
Interim Cryogenic Propulsion Stage-flygartikeln, en modifierad version av Delta IV-översteget.
Utöver detta hade planen varit att utveckla SLS Block 1B som skulle ha ett uppgraderat 2:a steg som drivs av 4 RL-10-motorer och bära över 100 ton drivmedel. Detta övre steg skulle kunna lansera en Orion och en modul för Lunar Gateway på samma månbana. Utan EUS blir SLS en mer begränsad bärraket.
Den andra stora förändringen av SLS är en direkt konsekvens av att EUS inte är tillgängligt, lanseringar av lunar gateway-komponenter skulle bytas till kommersiella lanseringsleverantörer som ULA, SpaceX och potentiellt Blue Origin. Även om språket i budgetförfrågan driver tillbaka utvecklingen av EUS, tar det bort alla behov av det i framtida planer.
Den tredje förändringen är till Europa Clipper-uppdraget, som hade finansierats med en bestämmelse att den skulle flygas på SLS. Förfrågan begär att Clipper-uppdraget ska skickas ombord på en kommersiell raket och motiverar detta genom att påpeka att denna switch kommer att spara 600 miljoner dollar under SLS-uppskjutningen. Den specifika kommersiella bärraketen som kan användas är inte specificerad, men Falcon Heavy är den mest kapabla kommersiella bärraketen som sannolikt finns tillgänglig i det planerade fönstret.
Europa Clipper, för närvarande under utveckling på JPL
Inte ens Falcon Heavy i fullt förbrukningsläge skulle kunna bära Europa Clipper på den direkta Jupiterbanan som önskas. Med ett extra kicksteg i form av en Star 48BV kan den skicka den ambitiösa rymdsonden på en bana som kan nå Jupiter efter en enda gravitationsassistans från jorden. Nackdelen med detta är att uppdraget kommer att ta längre tid att nå dit, men det kan fortfarande vara snabbare än att vänta på SLS.
Men dessa förändringar var inte den enda bomben som skulle släppas på SLS. På onsdagen sa NASA-administratören Jim Bridenstine att lanseringen av det första Orion-uppdraget i juni 2020 hade blivit så kritiskt att NASA hade börjat undersöka planerna på att flyga detta uppdrag på en kommersiell raket. Dessförinnan trodde de flesta att SLS-uppdragen med Orion hade förblivit säkra. För närvarande har ingen kommersiell raket förmågan att skjuta upp hela 25-tons Orion-rymdfarkosten med sin servicemodul runt månen.
Orion-kapseln och dess servicemodul
För att utföra EM-1-uppdraget utan SLS skulle det krävas 2 uppskjutningar, en med Orion och dess SPS, och en andra med ett övre steg med tillräckligt med drivmedel för att förstärka dessa till en trans-lunar injektionsbana. Dessa skulle docka ihop i låg omloppsbana om jorden och sedan påbörja Orions månadslånga 'Exploration Mission'. Denna manöver som tar tillbaka tidiga Apollo-planer för ett möte om jordens omloppsbana, som ansågs säkrare jämfört med det där 'galna' möteskonceptet för månens omloppsbana som ingen förväntade sig att fungera.
Även om detta uttalande fick många raketfans att starta teoriuppdrag (jag gjorde själv en prototyp av en plan med Kerbal Space Program), men mer förnuftiga individer ansåg att detta var mer troligt retoriskt. Det har förekommit rykten om att EM-1 sannolikt skulle ha gått förbi sitt nuvarande lanseringsdatum i juni 2020, redan försenat från den ursprungliga planen. Den huvudsakliga vägspärren för framsteg är Boeings långsamma framsteg på kärnstadiet, med det beräknade leveransdatumet att glida från juni 2017 till december 2019.
På fredagsmorgonen klargjordes detta när Jim Bridenstine twittrade en uppdatering:
Goda nyheter: The @NASA och Boeing-team arbetar övertid för att påskynda lanseringsschemat för @NASA_SLS . Om det är möjligt är detta det föredragna alternativet för vårt första utforskningsuppdrag som kommer att skicka @NASA_Orion kapsel runt månen. Tittar fortfarande på alternativ.
- Jim Bridenstine (@JimBridenstine) 15 mars 2019
Så för nu verkar det som att SLS fortfarande är på korten, men det är tydligt att tålamodet håller på att ta slut.
Även om dessa förändringar ser ut som en katastrof för SLS, bör det förstås att denna budgetförfrågan bara är det. Budgeten skapas av kongressen, som med största sannolikhet kommer att göra stora förändringar i dessa planer när enskilda politiker försöker skapa budgetar för att gynna deras lokala intressen. SLS är affischbarnet för denna typ av process och har sin fortsatta existens att tacka politiker som senator Richard Shelby från Alabama. SLS-utvecklingen leds av Marshal Space Flight Center i Alabama, så det kommer att fortsätta att finnas lokalt stöd för detta program oavsett vad POTUS önskar.
Historien om SLS gör detta ännu tydligare, innan SLS-programmet officiellt startade med 2010 års budget fanns Constellation-programmet som startade 2005. Det inkluderade Orion besättningskapsel och ett par raketer: Ares I och Ares V. Som SLS, dessa raketer designades kring komponenter som används på rymdfärjan, men monterade på ett mer förnuftigt sätt. De stora solida raketboosters fastspända på sidorna av en distinkt orange väte/syre-drivmedelstank, men med motorerna fästa i botten av tanken och nyttolasten ovanpå. Det hävdades att återanvändning av denna teknik skulle påskynda utvecklingen samtidigt som befintliga kontrakt med leverantörer (och deras lobbyister) bibehålls.
Ares I och V skulle ersätta rymdfärjan.
Under 2009 utvärderades programmet av t Han granskar United States Human Space Flight Plans Committee , ledd av Norman Augustine. Kommittén fann att Constellation-programmet var i problem och inte var på väg att nå sina mål utan en massiv ökning av anslagen. År 2010 tog budgeten bort Constellation-programmet och dödade det effektivt, men stöd inom kongressen resulterade i en kompromiss som såg Constellation återföds som SLS . Majoriteten av de inblandade arbetarna, entreprenörerna och hårdvaran bytte utan paus.
Övergången från Constellation till SLS dödade Ares I-raketen som var tänkt att skjuta upp Orion-kapseln till ISS. En demonstration av detta hade flugit en enda lansering, men det fanns oro design. För besättningen förväntades vibrationsnivåerna från den solida raketmotorn vara så kraftfulla att det skulle få cockpitscenerna i 'First Man' att kännas lugna. 45th Space Wing publicerade en ökända säkerhetsstudie med titeln 'Capsule ~100%-Fratricide Environments' som visar att om abortsystemet användes under de första minuterna av flygningen skulle fallskärmarna på kapseln förstöras genom att bränna fragment av fast bränsle.
Istället drev 2010 års budget framåt med Commercial Crew Development Program, en djärv plan för att skjuta upp astronauter till låg omloppsbana om jorden med kommersiella raketer. Tidigare denna månad såg vi den första lanseringen av detta program med SpaceX:s Dragon 2-kapsel som besökte ISS och återvände säkert till jorden. Under de kommande månaderna förväntar vi oss att Boeing kommer att lansera sin Starliner-kapsel ombord på en ULA Atlas V, och båda bör lansera besättningen till ISS i slutet av året.
Det kommer att bli fantastiskt att se människor flyga i omloppsbana, på USA-byggda fordon igen, men det är ännu mer fantastiskt att se detta i ljuset av hur programmen har finansierats under de senaste åren. Under 2015 minskade senatens underkommitté för handel, rättvisa och vetenskap finansieringen av kommersiella besättningar med hänvisning till förväntade förseningar som en anledning, i jämförelse rekommenderade samma kommitté SLS-finansieringsökningar för att hålla det i tid. Senator som ansvarade för den kommittén var Richard Shelby från Alabama.
Fyra år senare flyger det kommersiella besättningen och SLS driver ut tidslinjer och minskar förväntningarna, men dess allierade har utan tvekan redan planer.