NASA rejeita oferta da Blue Origin de um estágio superior mais barato para o foguete SLS

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Prolongar / Um vídeo ainda mostrando um estágio superior da exploração em voo.

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No Halloween, a NASA postou um documento isso fornece uma perspectiva dos planos de longo prazo da agência para o foguete Space Launch System. Este é o reforço titânico da agência que está em desenvolvimento desde 2010, tem um orçamento anual de mais de US $ 2 bilhões e não voará antes de pelo menos 2021. O novo documento, conhecido como uma justificativa para outra competição que não seja plena e aberta, explica por que a NASA rejeitou uma versão de baixo custo de um estágio superior para seu foguete.

Desde o início, a agência espacial optou por construir o grande foguete SLS em fases. A versão inicial, Bloco 1, teria um estágio superior de espaço reservado. Como resultado, essa variante inicial do foguete seria um pouco limitada em suas capacidades, e apenas marginalmente mais poderosa que os foguetes particulares – principalmente os impulsionadores Falcon Heavy da SpaceX e New Glenn da Blue Origin da SpaceX – desenvolvidos sem os bolsos profundos dos contribuintes dos EUA.

O bloco 1b muito mais capaz do foguete SLS se destacará desses foguetes particulares. Com seu segundo estágio mais poderoso, conhecido como Estágio Superior de Exploração, mais do que dobrará a capacidade de sustentação desses foguetes particulares. Além disso, ele terá a capacidade de lançar grandes quantidades de carga e a espaçonave Orion com tripulação ao mesmo tempo.

No início do programa, a NASA escolheu a Boeing para construir o estágio principal do foguete SLS, bem como o estágio superior de exploração. Nos últimos anos, o Congresso destinou centenas de milhões de dólares para a agência e a Boeing projetarem esse novo estágio superior para caber no foguete SLS. A agência ainda precisa avançar para o desenvolvimento do estágio superior.

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Uma comparação entre o Estágio de Propulsão Criogênico Interium e o Estágio Superior de Exploração mais poderoso.

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Há várias razões para isso. A NASA quer que a Boeing termine primeiro o estágio principal do foguete SLS, já que já está quatro anos atrasado. Além disso, por causa de Desempenho da Boeing no estágio central e nos custos projetados do estágio superior de exploração, a agência estava curiosa para saber se havia outras empresas aeroespaciais interessadas em construir um poderoso estágio superior para o foguete SLS.

Dois anos atrás, essa frustração, em parte, levou a NASA a emitir um pedido de indústria fornecer uma "substituição de baixo custo" para o motor de foguete RL-10 que alimentou o Exploration Upper Stage, bem como talvez um estágio inteiramente novo. Um porta-voz da agência disse na época que o pedido procurava "abrir o campo de possíveis respostas" e reduzir os custos do estágio superior proposto pelo foguete SLS.

Desde então, a questão do estágio superior da exploração fervilhou nos bastidores. O novo documento lançado no Halloween, no entanto, fornece alguma clareza para o que aconteceu. E, em vez de abrir as licitações do estágio superior em um processo formal de licitação, a NASA decidiu seguir a versão da Boeing do estágio superior da exploração. Por se tratar de um processo não competitivo, a NASA precisou justificá-lo com o novo documento

Os licitantes

Na nova papelada, descobrimos que a Boeing e seu concorrente de longa data, Lockheed Martin, propuseram a construção do Exploration Upper Stage conforme projetado, com quatro motores de foguete RL-10 fabricados pela Aerojet Rocketdyne. Além disso, a Blue Origin enviou uma "resposta alternativa" ao design do estágio superior.

Esse projeto foi baseado no motor de foguete BE-3U da Blue Origin, uma versão modificada do motor que alimenta o sistema de lançamento New Shepard, que também voará no estágio superior do foguete New Glenn da empresa. Um único motor BE-3U tem mais empuxo do que quatro motores RL-10 combinados. Portanto, a Blue Origin provavelmente propôs um estágio superior alimentado por um único motor BE-3U.

Os custos

Os custos com motores de foguete são uma espécie de caixa preta, mas é provável que um único motor BE-3U custe aproximadamente o mesmo ou menos que um único motor RL-10. Portanto, o estágio superior da Blue Origin quase certamente custaria significativamente menos do que o estágio superior de exploração proposto pela Boeing. (O documento de justificativa da NASA reduz o investimento da agência até o momento no estágio superior da exploração).

Várias fontes sugeriram estimativas de custos totalmente diferentes para o estágio superior da exploração. Mas uma coisa sabemos com certeza de Pedido da indústria da NASA em 2017 é que a agência procurou cortar custos e deve ter acreditado que o preço da Boeing era muito alto.

Quão alto foi? Podemos fazer um palpite. Usando o Modelo de custo de missões avançadas, podemos estimar aproximadamente o custo de desenvolvimento de um estágio superior com uma massa seca de 13,1 toneladas em US $ 2,5 bilhões (classificamos o fator de dificuldade de desenvolvimento como "alto" em vez de "muito alto".) Com base nesse modelo, o custo total por oito estágios superiores de exploração – NASA anunciou em outubro, começava a encomendar – chegava a US $ 8,6 bilhões. Subtraindo os custos de desenvolvimento, isso nos dá um custo por unidade de cada estágio superior da Boeing em US $ 880 milhões.

Não é difícil ver o dilema aqui para a NASA. Mesmo que a agência tenha êxito na tarefa hercúlea de reduzir o custo de um único núcleo para US $ 1 bilhão, voar no Exploration Upper Stage fará com que cada lançamento do seu custo de foguete SLS seja da ordem de pelo menos US $ 2 bilhões. Esta não é a base de um programa espacial sustentável. De fato, a NASA se encontraria na situação de o foguete SLS ser muito caro para voar com frequência e incapaz de voar com frequência suficiente para eventualmente tornar o foguete SLS acessível.

Apesar disso, no novo documento de justificativa da NASA, a agência rejeita a alternativa mais barata da Blue Origin.

Justificação

A NASA apresenta três razões para não abrir a competição para a Blue Origin. No documento, assinado por vários funcionários da agência, incluindo o diretor interino de voo espacial humano, Ken Bowersox, a NASA diz que o estágio "alternativo" da Blue Origin não pode transportar 10 toneladas de carga junto com a sonda Orion.

Além disso, a NASA diz que a altura total do palco principal do foguete SLS com o palco superior do Blue Origin excede a altura da porta do Vertical Assembly Building, resultando em "modificações na altura do prédio do VAB e em atrasos substanciais no custo e no cronograma". Por fim, a agência afirma que o impulso mais alto do estágio do motor BE-3U resultaria em um aumento na aceleração no final da vida útil da espaçonave Orion e em um impacto significativo no projeto do painel solar Orion.

Apesar dessas razões, talvez a lógica predominante no documento da NASA seja que se afastar do projeto atual da Exploração Superior exigiria tempo que a agência não tenha pressa para chegar à superfície lunar até 2024.

A NASA "incorreria em custos adicionais e planejaria riscos devido a alterações nos ciclos de design e análise", afirma o documento. "A solução alternativa é uma etapa mais pesada, com comprimento e diâmetro diferentes dos EUS. Novos modelos de túnel de vento, ciclos de carga e modelos de dinâmica integrada precisariam ser produzidos e verificados".

Uma competição real?

A ironia neste documento é que a NASA disse que consideraria abrir uma competição para o novo estágio superior do foguete SLS em 2017. E então, dois anos depois, disse a um licitante que propôs um estágio superior comercial e mais barato que sua oferta falhou porque a NASA e A Boeing já havia projetado seu foguete em torno da proposta da Boeing. Parece menos do que uma competição justa.

Além disso, a NASA já está adquirindo um estágio superior interino para o foguete SLS da United Launch Alliance, uma empresa de propriedade da Boeing e da Lockheed Martin. A United Launch Alliance tem uma vasta experiência com o motor RL-10 e na construção de estágios superiores. Ele também possui ferramentas e espaço de fábrica para esse fim, e provavelmente teria sido mais barato e mais rápido para a NASA contratar o ULA. No entanto, isso significaria que a Boeing teve que compartilhar todos os lucros do estágio superior com a Lockheed.

Como resultado, a NASA contratou um empreiteiro que teve um desempenho significativamente inferior no estágio principal do SLS, que está atrasado anos, bilhões de dólares acima do orçamento e ainda está em fase de comprovação. Agora, ele apostou o futuro de seu programa de exploração de espaço profundo por pelo menos a próxima década na mesma empresa. Os fãs da NASA podem apenas esperar que a Boeing construa foguetes, assim como eles fazem coalizões de lobby.

Fonte: Ars Technica