De ce NASA se chinuie să lanseze racheta SLS – O uriașă risipă de bani sau un program spațial îndrăzneț cu care trebuie să mai avem răbdare?

​NASA a eșuat în cele două încercări de a lansa racheta SLS din misiunea Artemis 1 și ar fi exagerat să spunem că programul este un dezastru. Dar este un program spațial scump, se știa că hidrogenul lichid pune probleme, iar racheta SLS are multe componente care sunt vechi. În articol puteți citi despre complicatul demers de readucere a oamenilor pe Lună și despre părțile bune, dar și rele, ale unui program spațial ce ar putea costa 100 de miliarde dolari.

NASA face totul cu maximă prudență. Pași mici, costuri uriașe

„Două lansări anulate sunt mai bune decât un eșec”, a spus recent administratorul NASA, Bill Nelson. Agenția a încercat pe 29 august și apoi pe 3 septembrie să lanseze racheta SLS care să pună capsula Orion în drumul către Lună. Racheta SLS, de aproape 100 m înălțime, se găsește din 17 august pe rampa de lansare.

De fiecare dată au fost probleme tehnice, iar a doua oară aceste probleme, legate de hidrogenul lichid, au fost suficient de grave încât să fie amânată lansarea. Racheta este încă pe rampa de lansare, iar NASA va încerca o nouă lansare pe 23 sau 26 septembrie, dar mai multe condiții trebuie îndeplinite.

De ce durează atât? De ce NASA nu se grăbește? De ce ar putea să mai fie câteva încercări nereușite? NASA nu vrea să riște NIMIC și știe foarte clar că o explozie pe rampa de lansare ar putea însemna sfârșitul programului Artemis. Capsula Orion va trebui să ducă astronauți în misiunile Artemis 2 și Artemis 3. Un dezastru de genul Challenger sau Columbia ar fi cel mai rău lucru care s-ar putea întâmpla pentru misiunile Artemis.

Este esențial pentru NASA să identifice problemele tehnice înainte de lansare, și nu după, când ar fi prea târziu. Prețul pe care NASA îl plătește pentru prudență este că tot mai mulți oameni sunt dezamăgiți și au apărut tot mai multe articole bine argumentate care spun că racheta SLS reprezintă o groaznică risipă de bani.

DAR este cea mai puternică rachetă construită și, de bine de rău este gata, în timp ce la Starship-ul de la SpaceX mai este de lucru câteva luni, iar pentru New Glenn de la Blue Origin mai avem de așteptat câțiva ani. Racheta SLS este gata NU fiindcă NASA s-ar fi mișcat repede, ci pentru că a început lucrul acum peste un deceniu, când privații abia erau primiți la primele licitații. Refolosirea vechilor motoare a fost justificată și prin ideea de a face economii de bani și de a lansa racheta SLS mai rapid, dar niciuna dintre aceste două dorințe nu s-a concretizat. La costuri depășirile au fost de peste 10 miliarde dolari, iar la ani, întârzierile au ajuns la cinci ani, față de ce se spera acum 10-11 ani.

Cei de la NASA au declarat în repetate rânduri în aceste zile că nu vor lansa până când totul nu este ok și au insistat pe faptul că Artemis 1 este o misiune de test în pregătirea viitoarelor misiuni cu echipaj uman.

Hidrogenul lichid, o problemă veche pentru NASA

A doua amânare a lansării a venit din cauza unor probleme legate de folosirea hidrogenului lichid la racheta SLS și practic a fost detectată o scurgere la linia de alimentare cu hidrogen.

O concentrație de 4% hidrogen în aer este considerată o concentrație periculoasă, iar pe 3 septembrie s-a atins o concentrație de două-trei ori mai mare peste limita de siguranță în jurul conductei de alimentare cu hidrogen, spunea Mike Sarafin, directorul misiunii Artemis. O explozie era posibilă, iar NASA nu voia să riște.

Scurgerea de hidrogen detectată pe 3 septembrie în timpul alimentării cu combustibil a fost de amploare, mult mai serioasă decât cea de pe 29 august, de la prima încercare nereușită de lansare.

Pe 3 septembrie scurgerea s-a manifestat de trei ori în interval de câteva ore, când debitul de hidrogen a trecut de la valori mici la valori mari (necesare pentru ca alimentarea să permită lansarea în fereastra disponibilă pentru zbor). Scurgerea a fost detectată la interfața dintre conducta flexibilă (cu diametrul de 8 inci) de alimentare cu hidrogen și structura rezervorului principal.

NASA a folosit de mult timp hidrogen la rachetele sale și este lungă povestea legată de avantajele acestui combustibil, și mai ales despre dezavantajele lui.

Hidrogenul, ușor fiind, arde cu temperaturi înalte și este un combustibil foarte eficient pentru folosirea la diversele trepte ale unei rachete.

Problema este că hidrogenul are cea mai mică moleculă și este foarte greu să-l păstrezi într-o incintă etanșă. Acest lucru nu este o problemă la temperaturile și presiunile ambientale obișnuite, dar devine o problemă la temperaturi extrem de scăzute și la presiuni înalte, pentru că se scurge prin orice mică deschizătură ar apărea.

NASA a mai avut probleme cu scurgerile de hidrogen și acum mai bine trei decenii. Spre exemplu, vara lui 1990 a fost numită de unii „the summer of hydrogen”, după ce naveta spațială a avut mai multe probleme la Kennedy Space Center, din cauza acestui tip de combustibil. Diferența este că atunci, naveta spațială era operațională, în timp ce SLS, în toamna lui 2022, este o rachetă de test care acum va face primul zbor important.

Motoarele SLS nu pot funcționa fără hidrogen lichid și oxigen lichid, dat fiind că așa au fost concepute acum peste trei decenii. Când în 2010, sub ghidajul Congresului, a fost gândit proiectul SLS, a fost clar că se va folosi și hidrogenul lichid și nu kerosen sau metan.

Racheta Starship a SpaceX va folosi metan, gaz care este mai performant decât kerosenul, iar asta înseamnă că în același volum avem mai multă energie disponibilă pentru rachetă. Dacă se folosește kerosen la un motor reutilizabil pot apărea probleme cu funinginea din kerosen care se depune pe motoare și curățarea este complicată. La metan, arderea este mai curată. Metanul a atras atenția mai multor companii, fiindcă are performanțe bune și este mai ieftin.

După a doua încercare nerușită a rachetei SLS, Elon Musk a scris pe Twitter că racheta SpaceX, Starship, folosește metan fiindcă oferă cea mai bună combinație între eficiență și ușurință în utilizare. Tot el a adăugat și că rezervoarele cu metan sunt mai mici și nu au nevoie de izolație.

O uriașă risipă de bani?

Cei mai consecvenți critici ai NASA au spus că este clar că agenția este blocată în trecut și că a construit o rachetă super-scumpă cu tehnologie de secol 20, făcând referire la faptul că cele patru motoare au fost folosite la peste 20 de misiuni ale navetelor spațiale în trecut. Practic, motoarele nu sunt noi, ci au fost preluate (și apoi recondiționate), provenind de la navete spațiale orbitale care au fost scoase din funcțiune.

Nici capsula Orion nu este nouă. A fost construită de Lockheed Martin acum aproape două decenii, a și fost testată pe orbită în 2014 și are un rol foarte important în misiunea Artemis.

Articolul care a circulat cel mai mult pe internet în aceste zile, preluat și de publicații mari, cum ar fi Washington Post, a fost scris de Adam Minter, editorialist la Bloomberg. Titlul este „NASA’s Artemis Rocket Is a Gigantic Waste of Money” (Racheta Artemis a NASA este o risipă gigantică de bani).

La finalul articolului, autorul scrie că SLS este un eșec și este o rachetă ce „privește în urmă”, iar Congresul continuă să arunce cu bani în proiect, deși lansările eșuate sunt o dovadă că suntem în fața unei moșteniri de tristă amintire.

Unii au catalogat drept monstruoasă ideea de a construi o rachetă la care sunt folosite atât de multe componente ce au mai fost utilizate în trecut, în loc să fie totul nou-nouț. Totul a pornit de la dorința Congresului american, care a considerat important ca această rachetă să conserve locuri de muncă la diverse companii, mai ales în statul Alabama, unde s-au făcut majoritatea proceselor de fabricație.

Nu este de mirare că racheta este considerată de mulți ca fiind o „odraslă” a Senatului SUA și, de aceea, unii au numit-o în glumă „Senate Launch System”.

Criticii mai spun că NASA, folosindu-se de vechiul sistem prin care lucra cu marile companii aeronautice și aerospațiale, a construit întreg programul Artemis la costuri foarte mari, unele surse indicând până acum cheltuieli de 30 de miliarde dolari, altele vorbind despre 40 de miliarde dolari, în funcție de ce lucruri sunt luate în calcul.

Mulți au ironizat NASA, după cele două încercări nereușite de lansare, spunând că racheta a fost construită din elemente de la „dezmembrări”, dat fiind că atât de multe componente esențiale au mai fost folosite la misiuni din trecut și au fost recent recondiționate. Criticii se întreabă cât ar fi costat dacă totul ar fi fost construit de la zero.

De la zero ar trebui construite viitoarele rachete SLS, fiindcă de la această primă rachetă nu vor putea fi folosite nici motoarele și nici booster-ele (propulsoarele complementare atașate). Doar capsula Orion ar trebui să revină cu bine în Pacific, la 37 – 42 de zile din momentul lansării. Estimările sunt că ar fi de peste 4 miliarde dolari costul de construcție a unei noi rachete SLS, ceea ce sună și mai rău dacă ne gândim că nimic nu va putea fi refolosit.

Un mare minus ține de faptul că actuala capsulă Orion NU poate duce astronauți pe suprafața Lunii, ci doar până pe orbită, iar pentru a-i duce de acolo spre zona polului sudic lunar va fi folosit peste 4-5 ani un lander de la SpaceX iar pe viitor, posibil, unul de la Blue Origin.

Mai mulți experți au insistat pe ideea că SLS este o rachetă a timpurilor trecute, o rachetă ce arată că NASA încă mai trăiește în trecut, folosind tehnologii vechi și scumpe, dar apelând des la amânări.

Un audit de acum câteva luni estima costul unei lansări a SLS ca fiind de până la 4,1 miliarde dolari, în timp ce în 2013 estimările indicau costuri de jumătate de miliard per lansare.

Bill Nelson, fost senator în statul Florida, este acum administrator al NASA, ocupând cea mai înaltă funcție în agenție. El a explicat în ultimele zile că este normal ca în acest domeniu să fie des amânări, fiindcă lansările spațiale sunt extraordinar de complicate și multe lucruri trebuie să meargă bine.

Presa americană a adus însă în prim-plan un citat din 2010 a senatorului Nelson care spunea, la scurt timp după conceperea programului ce a dus la construcția SLS: „dacă nu putem construi o rachetă cu 11,5 miliarde dolari ar trebui să închidem prăvălia”. Costurile au fost cel puțin duble.

În sfârșit, eficiență! Cum au ajuns privații să aibă un rol esențial în programele NASA

Dar cum a ajuns NASA să aibă nevoie de SpaceX, Blue Origin și alte companii private? Programul spațial american și-a schimbat definitiv direcția după accidentul de la 1 februarie 2003 când naveta Columbia a explodat și șapte astronauți au murit la reintrarea în atmosferă.

Mike Griffin de la NASA a „deschis ușa” și pentru companiile private pentru a transporta provizii și cosmonauți pe Stația Spațială Internațională. Logica de atunci era ca prin această idee să se facă economii pentru a rămâne fonduri mai multe pentru programul de revenire a unui echipaj american pe Lună, program numit Constellation.

Însa administrația Obama a decis în 2009 să anuleze programul Constellation, considerând că va fi extrem de costisitor și se va confrunta cu multe probleme tehnice. Planul revenirii pe Lună (unde ultimul astronaut a ajuns în 1972) fusese gândit de administrația Bush, iar în 2006 se spera că oamenii vor locui în 2024 pe o bază permanentă pe suprafața Lunii.

În 2004 s-a decis ca navetele spațiale americane să fie scoase din uz după ce lucrările la Stația Spațială Internațională vor fi terminate, iar acest lucru s-a întâmplat în 2011 când ultima navetă a fost lansată din Florida. S-a considerat că aceste navete sunt prea complexe și prea scump de întreținut. De atunci însă, până în 2020, America a depins de ruși pentru ca astronauții să ajungă în spațiu cu navetele ce au fost lansate de pe cosmodromul Baikonur din Kazahstan. Dincolo de faptul că SUA a plătit mult către Rusia, este și o chestiune de mândrie națională.

Administrația Obama a anulat revenirea pe Lună, dar a agreat prezența companiilor private în prim-plan-ul programului spațial american. Însă încă de acum peste 10 ani au fost voci influente din NASA și specialiști din domeniul aerospațial care au spus că este de neconceput ca lucruri atât de importante să fie lăsate pe mâna unor companii private. Ei spuneau că totul trebuie să fie realizat în cadrul NASA, ca și până atunci. Protestele au venit și de la marile companii care construiseră rachetele până atunci

Chiar și Neil Armstrong, primul om care a pus piciorul pe Lună, declara în 2010 în Congresul SUA că are mare îndoieli despre includerea companiilor private la „vârful” programului spațial. Mai mult, Congresul nu a vrut inițial să aloce fonduri suficiente pentru Commercial Crew Program, dar un alt director al NASA, Charles Bolden, cel care i-a urmat lui Griffin la conducere, a insistat și a obținut fondurile.

Trebuie spus că atunci când administrația Obama a încercat să împiedice NASA să construiască rachete de mari dimensiuni, Senatul nu a aprobat planul.

Până la urmă ultimul deceniu a dovedit că privații pot construi mai rapid și mult mai ieftin și nimic nu este mai bine ilustrat în acest sens de faptul că SpaceX duce cu succes de doi ani astronauți pe SSI și va continua să facă asta mulți ani.

În plus, după ce sistemul Starship va fi gata, va avea un rol mega-important în misiunile către Lună și apoi către Marte.

Surse: New York Times, Bloomberg, CNN, National Geographic, Le Figaro, space.com, Washington Post, Wired