Willkommen zur neuesten Ausgabe von DeepSpace ! Teslarati-Weltraumreporter Eric Ralph fertigt jede Woche diesen Newsletter von Hand an, um Ihnen einen Überblick darüber zu geben, was in der Weltraumindustrie vor sich geht und was Sie wissen müssen. Um diesen Newsletter (und andere) direkt zu erhalten und unserer Slack-Gruppe nur für Mitglieder beizutreten, geben Sie uns eine dreimonatige Testversion für nur 5 USD.
Am 27. Mai veröffentlichte die Europäische Weltraumorganisation (ESA) aktualisierte Darstellungen eines vorgeschlagenen Raumfahrzeugs namens Earth Return Orbiter (ERO). ERO wäre das letzte von vier kritischen Elementen einer gemeinsamen Mars-Probenrückgabe-Mission der NASA und der ESA, mit der etwa 1-5 kg Mars-Proben an Wissenschaftler auf der Erde zurückgegeben werden sollen. Im besten Fall ist es unwahrscheinlich, dass eine solche Musterrendite vor dem Ende der 2020er Jahre eintritt, und sie wird wahrscheinlich bis weit in die 2030er Jahre hineinreichen, sofern keine unerwarteten Finanzierungs- oder Unterstützungslücken entstehen.
Betreten Sie SpaceX, ein privates amerikanisches Unternehmen, das Starship / Super Heavy entwickelt - eine massive Trägerrakete der nächsten Generation - mit dem Ziel, in nur 5-10 Jahren Dutzende Tonnen Fracht und nur so viele Menschen auf dem Mars zu landen. Die radikal unterschiedlichen Ansätze von SpaceX und NASA / ESA werden mit Sicherheit gleichermaßen unterschiedliche Ergebnisse liefern, und es wird erwartet, dass beide nicht weniger als 5 Mrd. bis 10 Mrd. USD kosten, um vollständig umgesetzt zu werden. Was gibt?
Der hohe Preis für garantierten Erfolg
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Wie vorgeschlagen wird die Mars-Musterretoure eine außergewöhnliche technische Herausforderung sein.
Zumindest besteht der aktuelle Ansatz darin, eine SSTO-Rakete (Single-Stage-to-Orbit) von der Erde zum Mars zu senden, die SSTO mit äußerster Genauigkeit auf dem Rücken eines neuen Marslanders zu landen und einen kleinen Rover zum Sammeln des Probenbehälters einzusetzen Laden dieses Behälters auf die winzige Rakete, Starten der Rakete in die Marsumlaufbahn, Ergreifen der Probe mit einem von der Erde aus gestarteten großen Orbiter und Zurückbringen der Probe zur Erde, wo sie wieder in die Atmosphäre eindringt und sicher geborgen wird
- Diese geradezu maschinenähnliche Architektur von Rube Golberg ist jedoch die derzeit beste, die es mit aktuellen Denkweisen und Hardware gibt. Es ist auch wahrscheinlich die einzige Möglichkeit, wie die NASA oder die ESA in den nächsten Jahrzehnten unabhängig Proben des Mars beschaffen werden, sofern nicht radikale Änderungen an den Denkweisen und Technologien vorgenommen werden, die den hoch bürokratischen Raumfahrtagenturen bekannt und zur Verfügung stehen.
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Dies ist jedoch keineswegs ein Versuch, das nachgewiesene Fachwissen und die Fähigkeiten der Raumfahrtagenturen und ihrer Vertragspartner herunterzuspielen. Sowohl die ESA als auch die NASA verfügen über ein jahrzehntelanges Erbe spektakulärer Errungenschaften in der robotischen Weltraumforschung, die - in einigen Fällen auch nur in Kürze - nahezu jeden wichtigen Planeten und Mond im Sonnensystem erreichen.
Das von der NASA unterstützte Jet Propulsion Laboratory (JPL) ist nach wie vor ein weltweit führender Experte für das Entwerfen, Bauen und Landen großer, leistungsfähiger und langlebiger Rover / Lander auf der Marsoberfläche. JPL kann auch auf unglaubliche Erfolge bei weltraumgestützten Umlaufbahnen zurückblicken, darunter Cassini (Saturn), Magellan (Venus), Galileo (Jupiter), Voyager (die meisten Planeten, jetzt im interstellaren Raum), Stardust (Rückkehr der Kometen) und Mars Reconnaissance Orbiter (MRO, Mars Orbiter) und mehr
- Dieser Erfolg ist jedoch oft mit extremen Kosten verbunden. Der nächste Mars Rover der NASA - im Wesentlichen eine modifizierte Kopie des Curiosity Rovers, der derzeit auf dem Mars eingesetzt wird und eine wichtige Komponente der geplanten Probenrückgabe darstellt - wird wahrscheinlich mehr als 2 Mrd. USD kosten, während Curiosity ca. 2, 5 Mrd. USD kostet. Der Cassini-Saturn-Orbiter kostete für 15 Jahre wissenschaftliche Produktivität etwa 3, 5 Mrd. USD. Das ESA-Rendezvous mit Rosetta / Philae-Kometen kostete insgesamt mindestens 2 Mrd. USD. Es ist schwierig, sich eine inspirierendere Methode für das Ausgeben dieses Geldes vorzustellen, aber es bleibt die Tatsache, dass diese Missionen extrem teuer sind.
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Hohes Risiko, hohe Belohnung
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Der Preis für Missionen wie die oben genannten kann in der Tat nahe an ihrem praktischen Minimum liegen, zumindest relativ zu den Erwartungen derjenigen, die die Rechnung begleichen. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass ähnliche Ergebnisse mit weitaus engeren Budgets erzielt werden können. Eine andere Möglichkeit ist, dass mit derselben Investition möglicherweise weitaus mehr Renditen erzielt werden können.
- Der einfachste Weg, dies zu erklären, liegt in der Tatsache, dass die Regierungen, die die ESA und die NASA fördern und finanzieren, nahezu dysfunktional risikoscheu geworden sind, in dem Maße, dass ein Scheitern in der heutigen Zeit keine Option darstellt. Interessengruppen - häufig gewählte Vertreter - erwarten Erfolg und fordern häufig eine garantierte Rendite ihrer Unterstützung, bevor sie sich für die Finanzierung eines bestimmten Programms entscheiden.
- Wie sich herausstellt, ist die mangelnde Bereitschaft, ein Risiko von mehr als einer Minute einzugehen, nicht besonders mit dem Versuch vereinbar, Dinge zu tun, die technisch herausfordernd sind und oftmals noch nie zuvor unternommen wurden. Das ist eine großartige Zusammenfassung der Raumfahrt.
- Als die Risikoaversion und das Bedürfnis nach garantiertem Erfolg Hand in Hand wuchsen, bildete sich eine Art Paradoxon. Als sich die Politik bemühte, die Finanzierung der Raumfahrtagenturen effizient zu nutzen, wurden die Raumfahrtagenturen weitaus konservativer (was die Ergebnisse und das Potenzial für Sprünge nach vorne minimierte) und die Kosten für komplexe, leistungsfähige Raumfahrzeuge stiegen dramatisch an.
- Das Endergebnis: Raumfahrzeuge, die durchweg zuverlässig, leistungsstark, abgeleitet und erschreckend teuer sind.
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SpaceX ist in vielerlei Hinsicht ein Gräuel des risikoarmen, mittelschweren und kostenintensiven Ansatzes, den die staatlichen Weltraumagenturen und ihre abhängigen Auftragnehmer in den letzten 40-50 Jahren eingeschlagen haben. Stattdessen geht SpaceX ein mittleres bis hohes Risiko ein, um hohe Belohnungen zu erzielen, und das zu einem Preis, den Weltraumagenturen wie die NASA und die ESA nach Jahrzehnten des Konservativismus oft nicht akzeptieren können.
- Dies ist der Hauptgrund dafür, dass es sowohl der NASA / ESA als auch SpaceX möglich sein wird, mit ungefähr der gleichen Menge an Finanzmitteln Ziele in einem dramatisch überproportionalen Ausmaß zu erreichen.
- Wenn die NASA / ESA ins Schwarze trifft und ihr dreifach startendes Mars Sample Return-Programm ernsthaft finanziert, werden die Missionen ein Jahrzehnt oder länger dauern und etwa 5 Millionen US-Dollar pro Gramm Boden kosten, der auf die Erde zurückgebracht wird, aber der Erfolg wird so gut wie garantiert sein.
- Sowohl das Raumschiff- / Superschwer- als auch das Mars-Entwicklungsprogramm von SpaceX bergen ein erhebliches Risiko, auf große Hindernisse zu stoßen, katastrophale Ausfälle zu erleiden, und könnten sogar zum Tod von Besatzungsmitgliedern an Bord der ersten versuchten Mars-Missionen führen.
- Für dieses akzeptierte Risiko könnten die Belohnungen unergründlich und die Kosten revolutionär sein. SpaceX könnte die kombinierte Macht von ESA und NASA sehr gut übertreffen, um große Proben von Marsboden, -gestein und -wasser auf die Erde zurückzubringen, während ~ 100.000 kg in die Marsumlaufbahn geschleudert werden, anstatt der Probenrückgabe von ~ 10 kg.
- Im besten Fall könnte SpaceX bereits 2022 oder 2024 das erste unbemannte Raumschiff auf dem Mars landen. Vorbehaltlich einer unvorhergesehenen Katastrophe oder des völligen Zusammenbruchs des Unternehmens könnte diese erste unbemannte Marslandung etwa noch in den frühen 2030er Jahren stattfinden Die Zeit, in der die NASA und die ESA ~ 10 kg Marsproben sammeln, wird wahrscheinlich wieder in die Erdatmosphäre eintreten.
- Unabhängig davon, welcher Ansatz zuerst erfolgreich ist, werden Weltraumforscher und Weltraumwissenschaftler in den nächsten 10 bis 20 Jahren eine spektakuläre Menge an Aktivitäten vorfinden, auf die sie sich freuen können.
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- Eric
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