Почему ISEE-3 был «самым экономичным космическим кораблем, который у нас когда-либо был»?

Предостережение: большая часть моих знаний о таких вещах исходит из «сарафанного радио» обсуждений с моими старшими коллегами и их опыта того, как все изменилось в отношении финансирования и затрат. Так что примите это во внимание, читая следующее.

За несколько лет до того, как меня взяли на работу (наняли в сентябре 2010 года), моему начальнику поручили спроектировать современную версию космического корабля « Ветер» . Без ракеты-носителя базовая модель (без детекторов гамма-излучения и некоторых других наворотов) по-прежнему стоила более 300-400 миллионов долларов , в зависимости от различных конструктивных особенностей и типов приборов. В то время United Launch Alliance (ULA)имела монополию на контракты по ракетам-носителям с федеральным правительством США. Короче говоря (и слишком упрощенно), правительство США подписало долгосрочный контракт с ULA в 60-х или 70-х годах, который гарантировал фиксированную стоимость каждой ракеты-носителя и скидки при оптовых закупках. Это привело к тому, что ULA создала монополию, но это было «разрешено», поскольку ULA была не единой корпорацией, а их группой. Обратите внимание, что то, что я называю ULA, формально не было сформировано до 2006 года, но примерно одна и та же группа компаний участвовала в первоначальных долгосрочных контрактах на ракеты-носители.

Как бы то ни было, как только истек срок действия первого контракта, ULA заключило более короткие контракты, которые всегда значительно увеличивались и в конечном итоге помогли положить конец пилотируемым космическим полетам, потому что каждый запуск шаттла стоил более 1 миллиарда долларов [ общая стоимость, а не только ракета-носитель].

Так в чем смысл этого фона? В начале 2000-х перед НАСА была поставлена ​​задача реализовать то, что позже было названо полным учетом затрат , в ответ на их неспособность правильно подсчитать фактическую стоимость программы шаттлов (среди прочего). До этой формы учета средства извлекались из более крупных «ведров» для различных миссий для выполнения разных задач. С одной стороны, это облегчает своевременное завершение работ и внедрение изменений. С другой стороны, отсутствие надлежащего учета означает, что быстро становится невозможным фактически определить стоимость любого данного проекта или миссии.

Например, космический корабль Wind был построен в рамках отдельной программы Global Geospace Science (GGS) вместе с Polar . Космический автобус для обеих миссий был построен одной и той же компанией (если мне не изменяет память, на ум приходит Ball Aerospace), но эта компания подписала контракт с фиксированной стоимостью на два космических автобуса. Этот контракт был подписан в 1980-х годах, когда я еще учился в начальной школе, и я очень сомневаюсь, что у компании или НАСА есть подробная разбивка стоимости каждого автобуса. Инструментальные группы устно сообщили мне, что Ветербыла последней из миссий «старых добрых дней», где наука действительно управляла всем. Если ученые хотели XYZ, инженеры пытались выяснить, как это сделать (опять же, грубое упрощение, чтобы подчеркнуть суть). Таким образом, на этапе проектирования и строительства этих старых миссий многое может измениться, и командам по приборам нужно только попросить больше денег. В большинстве случаев, по словам тех, кто говорил со мной, было относительно легко обосновать изменения и получить одобрение на дополнительные средства. Это еще больше усложняет отслеживание затрат. Наконец, средства на миссию поступали из нескольких крупных «ведров», о которых я упоминал ранее, и Ветер НЕ был одним из самых больших транжир.

Теперь переходим к послестартовым временным рамкам, и космическому кораблю необходимо связаться с землей и выполнить маневры. Wind всегда полагался на Deep Space Network (DSN) , у которой есть собственная линия финансирования. Фактически, даже в последнем обзоре Senior Review 2020 временные затраты DSN финансировались по совершенно другой линии финансирования (т. е. они не считались частью затрат на миссию). Справедливости ради следует отметить, что стоимость каждой миссии для DSN соответствующим образом отслеживается в отдельной системе под названием «Космическая связь и навигация» (SCaN), но они не учитываются как часть стоимости миссии. В любом случае, до недавнего времени маневры Windбыли запланированы и рассчитаны группой динамики полета в Центре космических полетов имени Годдарда. Эта группа работала по той же модели финансирования, что и программа шаттла, т. е. они брали деньги из нескольких больших «ведров», и отдельные лица получали полное финансирование по любому заданному проекту, а не частичное финансирование за счет нескольких проектов. Короче говоря, это привело к неоправданно большим затратам даже на простые маневры, и Ветер сидит на L1 примерно с мая 2004 года (ну, недавно он перешел с орбиты Лиссажу на гало-орбиту , но в остальном он полагался на очень простые маневры). Таким образом, проектирование, строительство и эксплуатация космических кораблей очень дороги, и может быть невероятно сложно отслеживать средства, особенно в старых миссиях.

Каким образом можно утверждать (со стороны Фаркуара или других сведущих в этом вопросе), что ISEE-3 был «самым экономичным космическим кораблем, который у нас когда-либо был»?

Итак, космический корабль ISEE-3 (или ICE) был запущен в 1978 году. Самая большая разница между ранними миссиями, такими как ISEE-3, и текущими миссиями, такими как Parker Solar Probe.заключается в том, что ранним миссиям не нужно было проходить все тесты, проверки, обеспечение безопасности и миссии и т. д. Однако эти ранние миссии также полностью финансировали многих высокопоставленных людей в течение более десяти лет, что быстро складывается. Как я уже говорил выше, отследить расходы в ранних миссиях, таких как ISEE-3, почти невозможно из-за того, как использовались средства и как финансировались люди. Ракеты-носители также не считались частью расходов на миссию, как сейчас. Возможно, что еще более важно, в те дни ученые были еще менее осведомлены и меньше участвовали в фактическом составлении бюджета каждой части миссии (например, они не знали, 3 или 5 инженеров полностью финансируются для управления космическим кораблем). И наоборот, из-за ослабления контроля многие инструменты были построены и испытаны в гаражах ученых или в их подвалах.

Я не знаю доктора Фаркуара и не знаю, откуда он взял такое смелое утверждение. Моя рефлекторная реакция должна быть очень скептической, поскольку я видел, как раньше финансировались вещи. Я могу говорить только о своем опыте работы с Wind и моих усилиях с командой по снижению затрат (например, самостоятельное планирование маневров и расчеты, устранение ненужного и неподдерживаемого, но очень дорогого программного обеспечения и т. д.) и моих разговорах с людьми, которые были в НАСА еще с 60-х годов. Таким образом, я думаю, что ISEE-3, скорее всего, был, как минимум, тем, что мы сейчас назвали бы MIDEX (другое название — Explorer 59 ), но, как я уже сказал, невозможно знать, как затраты трансформируются в миссии сегодня. Я знаю, что ИСЭЭ-3 проработала на Л1 почти 4 года, потом была отправлена ​​послеКомета Джакобини-Циннера в 1982 г. (прошла через хвост в 1985 г.). Он пролетел мимо кометы Галлея в 1986 г. и стал гелиосферной миссией в 1991 г. В конце концов, она была завершена в 1997 г. Таким образом, общая продолжительность миссии составляет менее 20 лет, большая часть которых прошла вдали от Земли (т. е. очень низкая скорость телеметрии, поэтому мало научных данных).

Для сравнения, Wind уже более 27 лет, и он полностью функционирует с более чем 5800 рецензируемых публикаций ( https://wind.nasa.gov/bibliographies.php ). Я не знаю, сколько всего публикаций накопил ISEE-3, но я знаю, что их было далеко не 5000 (т. е. сообщество космической плазмы было намного меньше, а количество публикаций в 70-х, 80-х и 90-х годах было статистически ниже на одного исследователя). Космический телескоп Хаббл работает уже более 30 лет и набрал более 18 000 ( https://archive.stsci.edu/hst/bibliography/pubstat.html ) [хотя Хаббл почти на порядок дороже Ветра ].

Подводя итог, невероятно сложно проверить или опровергнуть какое-либо заявление в этом направлении, когда фактические затраты неизвестны. Это утверждение достаточно расплывчато, чтобы дать доктору Фаркухару простор для маневра, чтобы привести доводы в его поддержку. Однако я совершенно уверен, что у большинства была бы такая же первоначальная реакция, как и у меня, а именно сомнение в ее правдивости. Старые миссии, возможно, занимали меньше времени от проектирования до запуска, но это не всегда приводило к снижению общих затрат.