En dramatisk vecka i rymdfarkosterpolitiken har lämnat NASA: s rymdlanseringssystem (SLS) med ett kraftigt minskat lanseringsmanifest och ställer tvivel om utsikterna för framtida uppgraderingar av det massiva lanseringsfordonet.
På måndag lade Vita husets budgetbegäran administrationens planer för NASAs kommande år. För SLS var det tre betydande förändringar.
För det första uppskjuts budgetbegäran utvecklingen av uppgraderingar från den ursprungliga Block 1-designen till framtida år, med byrån instruerat 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 omförpackad version av ett Delta IV-översteg med en enda RL-10-motor som drivs av 25 ton drivmedel. Med detta övre steg kan SLS skicka Orion Capsule och dess servicemodul runt månen.
Detta är tillräckligt för de två första planerade SLS-uppdragen, Exploration Mission 1 & 2 (EM-1 & EM-2), först skickar en oskruvad kapsel vid månadslång utflykt till cislunar-rymden 2020, och därefter skickar en besättning på en liknande resa år 2022.
Utöver detta hade planen varit att utveckla SLS Block 1B som skulle ha en uppgraderad andra etapp drivs av 4 RL-10-motorer och transportera över 100 ton drivmedel. Denna övre etapp skulle kunna lansera en Orion och en modul för Lunar Gateway på samma månbanan. Utan EUS blir SLS ett mer begränsat lanseringsfordon.
Den andra stora förändringen till SLS är en direkt följd av att EUS inte är tillgängligt, lanseringar av lunar gateway-komponenter skulle bytas till kommersiella lanseringsleverantörer som ULA, SpaceX och potentiellt Blue Origin. Medan språket i budgetbegäran skjuter tillbaka utvecklingen av EUS, tar det bort alla behov av det i alla framtida planer.
Den tredje förändringen är till Europa Clipper-uppdraget, som hade finansierats med en bestämmelse om att det skulle flygas på SLS. I begäran begär Clipper-uppdraget ombord på en kommersiell raket och motiverar detta genom att påpeka att denna switch kommer att spara 600 miljoner dollar vid SLS-lanseringen. Det specifika kommersiella lanseringsfordon som kan användas är inte specificerat, men Falcon Heavy är det mest kapabla kommersiella lanseringsfordonet som troligtvis finns i det planerade fönstret.
Till och med Falcon Heavy i fullt förbrukat läge skulle inte kunna bära Europa Clipper på den önskade jupiterbanan. Med ett extra kicksteg i form av en Star 48BV skulle det kunna skicka den ambitiösa rymdsonden på en bana som skulle kunna nå Jupiter efter en enda gravitationshjälp från jorden. Nackdelen med detta är att uppdraget kommer att ta längre tid att komma dit, men det kan fortfarande vara snabbare än att vänta på SLS.
Dessa förändringar var emellertid inte det enda bombsatsen som skulle släppas på SLS. På onsdag uppgav NASA-administratör Jim Bridenstine att lanseringen av det första Orion-uppdraget i juni 2020 hade blivit så kritiskt att NASA hade börjat undersöka planer för att flyga detta uppdrag på en kommersiell raket. Före detta trodde de flesta att SLS-uppdragen med Orion hade förblivit säkra. Från och med just nu har ingen kommersiell raket förmågan att lansera hela 25 ton rymdskeppet Orion med sin servicemodul runt månen.
För att genomföra EM-1-uppdraget utan SLS skulle det krävas två lanseringar, en med Orion och dess SPS, och en andra som bär ett övre steg med tillräckligt med drivmedel för att öka dessa till en trans-lunar injektionsbana. Dessa skulle docka tillsammans i låg jordbana och sedan börja Orions månadslång "utforskningsmission". Denna manöver som ger tillbaka tidiga Apollo-planer för jordbana rendezvous, som ansågs säkrare jämfört med det "galna" lunar bana möte koncept som ingen förväntade sig att fungera.
Medan detta uttalande fick många raketfans att starta teoriuppdrag (jag själv prototypade en plan med hjälp av Kerbal Space Program), kände mer förnuftiga individer att detta var mer troligt retoriskt. Det har förekommit rykten om att EM-1 troligen skulle glida förbi sitt nuvarande lanseringsdatum i juni 2020, redan försenat från den ursprungliga planen. Den huvudsakliga vägspärren för framsteg är Boees långsamma framsteg på kärnstadiet, med det beräknade leveransdatumet glider från juni 2017 till december 2019.
På fredag morgon klargjordes detta när Jim Bridenstine tweetade en uppdatering:
Goda nyheter: @NASA- och Boeing-teamet arbetar övertid för att påskynda lanseringsschemat för @NASA_SLS. Om det är möjligt är detta det föredragna alternativet för vårt första utforskningsuppdrag som skickar @NASA_Orion-kapseln runt månen. Ser fortfarande på alternativ.
- Jim Bridenstine (@JimBridenstine) 15 mars 2019
Så nu verkar det som att SLS fortfarande finns på korten, men det är uppenbart att tålamodet tar slut.
Även om dessa förändringar ser ut som en katastrof för SLS, bör det förstås att denna budgetbegäran bara är den. Budgeten skapas av kongressen, som nästan säkert 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 är skyldig sin fortsatta existens till politiker som senator Richard Shelby i 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.
SLS-historien gör detta ännu tydligare, innan SLS-programmet officiellt började med 2010 års budget var Constellation-programmet som startade 2005. Det inkluderade Orion-besättningskapseln och ett par raketer: Ares I och Ares V. SLS, dessa raketer designades kring komponenter som används på rymdfärjan, men monterades på ett mer förnuftigt sätt. De stora solida raketförstärkarna band fast på sidorna av en distinkt orange väte / syre drivmedelstank, men med motorerna fästa vid botten av tanken och nyttolasten på toppen. Det hävdades att återanvändning av denna teknik skulle påskynda utvecklingen samtidigt som befintliga kontrakt med leverantörer (och deras lobbyister) bibehålls.
2009 utvärderades programmet av Review of United States Human Space Flight Plans Committee, ledat av Norman Augustine. Kommittén fann att Constellation-programmet var i problem och inte på väg att uppnå sina mål utan en massiv ökning av finansieringen. 2010 avlägsnade budgeten Constellation-programmet effektivt och dödade det, men stöd inom kongressen resulterade i en kompromiss som såg att Constellation återföddes som SLS. Majoriteten av arbetarna, entreprenörer och hårdvara som bytte bytte utan att pausa.
Övergången från Constellation till SLS dödade Ares I-raketen som var tänkt att lansera Orion-kapseln till ISS. En demonstration av detta hade flyttat en enda lansering, men det var problem design. För besättningen förväntades vibrationsnivåerna från solid raketmotorn vara så kraftfulla att det skulle få cockpitscenerna i "First Man" att känna sig lugna. Den 45: e rymdvingen publicerade en ökänd säkerhetsstudie med titeln "Capsule ~ 100% -Fratricide Environments" som visade att om abortsystemet användes under de första minuterna av flygning skulle fallskärmarna på kapseln förstöras av brinnande fragment av fast bränsle.
I stället pressade 2010 års budget fram med Commercial Crew Development Program, en djärv plan för att starta astronauter till låg jordbana med kommersiella raketer. Tidigare denna månad såg vi den första lanseringen av detta program med SpaceXs Dragon 2-kapsel som besöker ISS och återvände säkert till jorden. Under de kommande månaderna förväntar vi oss att Boeing ska lansera sin Starliner-kapsel ombord på en ULA Atlas V, och båda bör lansera besättningen till ISS i slutet av året.
Det kommer att vara jättebra att se människor flyga till bana, på amerikanska byggda fordon igen, men det är ännu mer fantastiskt att se detta mot bakgrund av hur programmen har finansierats under de senaste åren. Under 2015 sänkte senatens underutskott för handel, rättvisa och vetenskap kommersiella besättnings finansiering med hänvisning till beräknade förseningar som en anledning, jämfört med samma utskott rekommenderade SLS-finansieringsökningar för att hålla den enligt schema. Senatorn som ansvarade för den kommittén var Richard Shelby från Alabama.
Fyra år senare flyger kommersiell besättning och SLS driver fram tidslinjer och skalar tillbaka förväntningarna, men dess allierade planerar utan tvekan redan planer.
