Warum war ISEE-3 „das kostengünstigste Raumfahrzeug, das wir je hatten“?

Vorbehalt: Das meiste Wissen über solche Dinge stammt aus „Mundpropaganda“-Gesprächen mit meinen älteren Kollegen und ihren Erfahrungen damit, wie sich die Dinge in Bezug auf Finanzierung und Kosten geändert haben. Berücksichtigen Sie dies also beim Lesen des Folgenden.

Einige Jahre bevor ich eingestellt wurde (ich wurde im September 2010 eingestellt), wurde mein Chef gebeten, eine moderne Version des Wind- Raumschiffs zu entwerfen. Ohne Trägerrakete kostete das Basismodell (ohne Gammastrahlendetektoren und einigen anderen Schnickschnack) immer noch über 300 bis 400 Millionen US -Dollar , abhängig von verschiedenen Konstruktionsmerkmalen und Instrumententypen. Die damalige United Launch Alliance (ULA)hatte ein Monopol auf Trägerraketenverträge mit der US-Bundesregierung. Um es kurz zu machen (und allzu vereinfacht): Die US-Regierung unterzeichnete in den 60er oder 70er Jahren einen langfristigen Vertrag mit der ULA, der feste Kosten für jede Trägerrakete und Rabatte bei Großeinkäufen garantierte. Dies führte dazu, dass die ULA ein Monopol entwickelte, das jedoch "erlaubt" wurde, da die ULA kein einzelnes Unternehmen, sondern eine Gruppe von ihnen war. Beachten Sie, dass das, was ich die ULA nenne, erst 2006 offiziell gegründet wurde, aber ungefähr dieselbe Unternehmensgruppe an den ursprünglichen langfristigen Verträgen für Trägerraketen beteiligt war.

Wie auch immer, als dieser erste Vertrag auslief, schloss die ULA kürzerfristige Verträge ab, die sich immer stark erhöhten und schließlich dazu beitrugen, die bemannte Raumfahrt zu beenden, da jeder Shuttle-Start weit über 1 Milliarde US-Dollar kostete [Gesamtkosten, nicht nur Trägerrakete ].

Was ist also der Sinn dieses Hintergrunds? In den frühen 2000er Jahren wurde die NASA beauftragt, eine sogenannte Vollkostenrechnung einzuführen, da sie (unter anderem) nicht in der Lage war, die tatsächlichen Kosten des Shuttle-Programms richtig zu erfassen. Vor dieser Form der Buchhaltung wurden Gelder aus größeren "Eimern" für verschiedene Missionen entnommen, um verschiedene Dinge zu tun. Auf der einen Seite erleichtert dies die termingerechte Fertigstellung und die Umsetzung von Änderungen. Auf der anderen Seite führt ein Mangel an ordnungsgemäßer Buchführung dazu, dass es schnell unmöglich wird, die Kosten eines bestimmten Projekts oder einer Mission tatsächlich zu ermitteln.

Beispielsweise wurde die Raumsonde Wind als Teil des eigenständigen Programms Global Geospace Science (GGS) zusammen mit Polar gebaut . Der Raumfahrzeugbus für beide Missionen wurde von derselben Firma gebaut (ich denke, Ball Aerospace kommt mir in den Sinn, wenn ich mich recht erinnere), aber diese Firma hat einen Festpreisvertrag für zwei Raumschiffbusse unterzeichnet. Dieser Vertrag wurde in den 1980er Jahren unterzeichnet, als ich noch in der Grundschule war, und ich bezweifle sehr, dass das Unternehmen oder die NASA eine detaillierte Aufschlüsselung der Kosten für jeden Bus hat. Die Instrumententeams haben mir mündlich von diesem Wind berichtetwar die letzte der "guten alten Tage"-Missionen, bei denen die Wissenschaft wirklich alles vorangetrieben hat. Wenn die Wissenschaftler XYZ wollten, versuchten die Ingenieure herauszufinden, wie sie es liefern könnten (wiederum eine grobe Vereinfachung, um einen Punkt zu machen). Während der Entwurfs- und Bauphase dieser älteren Missionen könnten sich die Dinge also stark ändern und die Instrumententeams müssen nur um mehr Geld bitten. In den meisten Fällen war es laut meinen Gesprächspartnern relativ einfach, die Änderungen zu rechtfertigen und die Genehmigung für mehr Mittel zu erhalten. Dies erhöht die Schwierigkeit der Kostenverfolgung weiter. Schließlich stammten die Mittel für die Mission aus einigen der großen „Eimer“, auf die ich zuvor verwiesen habe, und Wind war NICHT einer der größten Spender.

Jetzt gehen wir zu den Zeitrahmen nach dem Start über, und das Raumschiff muss mit dem Boden kommunizieren und Manöver durchführen. Wind hat sich immer auf das Deep Space Network (DSN) verlassen , das über eine eigene Finanzierungslinie verfügt. Tatsächlich wurden die DSN-Zeitkosten sogar im letzten Senior Review 2020 über eine völlig andere Finanzierungslinie finanziert (dh sie wurden nicht als Teil der Missionskosten betrachtet). Um fair zu sein, werden die Kosten jeder Mission für DSN in einem separaten System namens Space Communications and Navigation (SCaN) entsprechend verfolgt, aber sie werden nicht als Teil der Missionskosten gezählt. Auf jeden Fall bis vor kurzem die Manöver für Windwurden von der Flight Dynamics Group am Goddard Space Flight Center geplant und berechnet. Diese Gruppe arbeitete nach einem ähnlichen Finanzierungsmodell wie das Shuttle-Programm, dh sie schöpften aus einigen wenigen großen "Eimern", und Einzelpersonen wurden für ein bestimmtes Projekt vollständig finanziert, anstatt von mehreren Projekten teilweise finanziert zu werden. Kurz gesagt, dies führte zu unnötig hohen Kosten selbst für einfache Manöver, und Wind sitzt seit ~Mai 2004 auf L1 (nun, vor kurzem wechselte es von einer Lissajous-Umlaufbahn zu einer Halo-Umlaufbahn , aber ansonsten stützte es sich auf sehr einfache Manöver). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Entwerfen, Bauen und Betreiben von Raumfahrzeugen sehr teuer ist, und es kann unglaublich kompliziert sein, Gelder zu verfolgen, insbesondere bei älteren Missionen.

Auf welche Weise kann argumentiert werden (von Farquhar oder anderen, die sich mit dem Thema auskennen), dass ISEE-3 „das kostengünstigste Raumschiff war, das wir je hatten“?

Okay, das Raumschiff ISEE-3 (oder ICE) wurde 1978 gestartet. Der größte Unterschied zwischen frühen Missionen wie ISEE-3 und aktuellen Missionen wie Parker Solar Probeist, dass die frühen Missionen nicht alle Tests, Verifizierungen, Sicherheits- und Missionssicherungen usw. durchlaufen mussten. Diese frühen Missionen haben jedoch auch viele ältere Menschen über ein Jahrzehnt lang vollständig finanziert, was sich schnell summiert. Wie ich oben besprochen habe, ist die Nachverfolgung der Kosten in frühen Missionen wie ISEE-3 aufgrund der Art und Weise, wie die Mittel verwendet und die Menschen finanziert wurden, nahezu unmöglich. Trägerraketen wurden auch nicht wie jetzt als Teil der Missionskosten betrachtet. Vielleicht noch wichtiger war, dass die Wissenschaftler damals noch weniger vertraut waren und weniger in die tatsächliche Budgetierung jedes Teils der Mission involviert waren (z. B. wussten sie nicht, ob 3 oder 5 Ingenieure vollständig finanziert waren, um das Raumschiff zu betreiben). Umgekehrt wurden aufgrund der eingeschränkten Aufsicht viele der Instrumente in den Garagen oder in den Kellern der Wissenschaftler gebaut und getestet.

Ich kenne weder Dr. Farquhar noch weiß ich, woher er eine so kühne Aussage hat. Ich muss reflexartig sehr skeptisch sein, da ich gesehen habe, wie die Dinge früher finanziert wurden. Ich kann nur von meinen Erfahrungen mit Wind und meinen Bemühungen mit dem Team sprechen, Kosten zu senken (z. B. eigene Manöverplanung und -berechnungen durchführen, unnötige und nicht unterstützte, aber sehr teure Software eliminieren usw.) und meine Gespräche mit Leuten, die bei waren NASA schon seit den 60er Jahren. Meine beste Vermutung ist also, dass ISEE-3 höchstwahrscheinlich zumindest das war, was wir heute MIDEX nennen würden (der andere Name ist Explorer 59 ), aber wie gesagt, es ist unmöglich zu wissen, wie sich die Kosten heute auf Missionen auswirken. Ich weiß, dass ISEE-3 fast 4 Jahre lang bei L1 operierte und dann nachgeschickt wurdeKomet Giacobini-Zinner im Jahr 1982 (er ging 1985 durch den Schweif). Sie flog 1986 am Kometen Halley vorbei und wurde 1991 zu einer Heliosphärenmission. Sie wurde schließlich 1997 beendet. Damit beträgt die Lebensdauer der Mission insgesamt weniger als 20 Jahre, von denen die meisten weit von der Erde entfernt waren (d. h. sehr niedrige Telemetrieraten) . wenig wissenschaftliche Daten).

Zum Vergleich: Wind ist über 27 Jahre alt und voll funktionsfähig mit über 5800 referierten Veröffentlichungen ( https://wind.nasa.gov/bibliographies.php ). Ich weiß nicht, wie viele Veröffentlichungen ISEE-3 insgesamt angehäuft hat, aber ich weiß, dass es bei weitem nicht 5000 waren (dh die Weltraumplasmagemeinschaft war viel kleiner und die Veröffentlichungsraten in den 70er, 80er und 90er Jahren waren pro Forscher statistisch niedriger). Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über 30 Jahren in Betrieb und hat über 18.000 ( https://archive.stsci.edu/hst/bibliography/pubstat.html ) angesammelt [obwohl Hubble fast eine Größenordnung teurer ist als Wind ].

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es unglaublich schwierig ist, eine Aussage in dieser Richtung zu überprüfen oder zu widerlegen, wenn die tatsächlichen Kosten nicht bekannt sind. Diese Aussage ist vage genug, um Dr. Farquhar Spielraum zu lassen, um sie zu unterstützen. Ich bin jedoch ziemlich zuversichtlich, dass die meisten eine ähnliche anfängliche Reaktion wie meine haben würden, nämlich Zweifel an ihrer Richtigkeit. Ältere Missionen haben vielleicht weniger Zeit vom Entwurf bis zum Start benötigt, aber das führte nicht immer zu niedrigeren Gesamtkosten.