¿Por qué ISEE-3 fue "la nave espacial más rentable que hemos tenido"?

Advertencia: la mayor parte de mi conocimiento sobre este tipo de cosas proviene de discusiones "boca a boca" con mis colegas senior y sus experiencias sobre cómo han cambiado las cosas con respecto a la financiación y los costos. Así que tenlo en cuenta cuando leas lo siguiente.

Varios años antes de que me contrataran (me contrataron en septiembre de 2010), le pidieron a mi jefe que diseñara una versión moderna de la nave espacial Wind . Sin el vehículo de lanzamiento, el modelo base (sin los detectores de rayos gamma y algunas otras campanas y silbatos) aún costaba más de $ 300- $ 400 millones, dependiendo de varias características de diseño y tipos de instrumentos. En ese momento, United Launch Alliance (ULA)tenía el monopolio de los contratos de vehículos de lanzamiento con el gobierno federal de los Estados Unidos. En pocas palabras (y demasiado simplificado), el gobierno de EE. UU. firmó un contrato a largo plazo con la ULA en los años 60 o 70 que garantizaba un costo fijo para cada vehículo de lanzamiento y descuentos en compras al por mayor. Esto dio como resultado que la ULA desarrollara un monopolio, pero estaba "permitido" ya que la ULA no era una sola corporación, sino un grupo de ellas. Tenga en cuenta que lo que llamo ULA no se formó formalmente hasta 2006, pero aproximadamente el mismo grupo de empresas participó en los contratos originales a largo plazo para los vehículos de lanzamiento.

De todos modos, una vez que se agotó el primer contrato, la ULA hizo contratos a más corto plazo que siempre aumentaron mucho y eventualmente ayudaron a terminar con los vuelos espaciales tripulados porque cada lanzamiento de transbordador costaba más de $ 1 mil millones [costo total, no solo el vehículo de lanzamiento ] .

Entonces, ¿cuál es el punto de este fondo? A principios de la década de 2000, se encargó a la NASA que implementara lo que más tarde se denominó contabilidad de costos total en respuesta a su incapacidad para contabilizar correctamente el costo real del programa del transbordador (entre otras cosas). Antes de esta forma de contabilidad, los fondos se extraían de "cubos" más grandes para varias misiones para hacer varias cosas. Por un lado, esto hace que las cosas sean más fáciles de terminar a tiempo y más fáciles de implementar cambios. Por otro lado, la falta de una contabilidad adecuada significa que rápidamente se vuelve imposible determinar realmente el costo de cualquier proyecto o misión.

Como ejemplo, la nave espacial Wind se construyó como parte del programa independiente Global Geospace Science (GGS) junto con Polar . El autobús de la nave espacial para ambas misiones fue construido por la misma compañía (creo que me viene a la mente Ball Aerospace, si la memoria no me falla) pero esa compañía firmó un contrato de costo fijo para dos autobuses de la nave espacial. Ese contrato se firmó en la década de 1980, cuando todavía estaba en la escuela primaria, y dudo mucho que la compañía o la NASA tengan un desglose detallado de los costos de cada autobús. Los equipos de instrumentos me han informado, de boca en boca, que Windfue la última de las misiones de los "buenos viejos tiempos" donde la ciencia realmente impulsó todo. Si los científicos querían XYZ, los ingenieros intentaron descubrir cómo entregar (nuevamente, una gran simplificación para hacer un punto). Entonces, durante la fase de diseño y construcción de estas misiones más antiguas, las cosas podrían cambiar mucho y los equipos de instrumentos solo necesitan pedir más dinero. En la mayoría de los casos, según los que hablaron conmigo, fue relativamente fácil justificar los cambios y obtener la aprobación de más fondos. Esto aumenta aún más la dificultad de rastrear los costos. Finalmente, los fondos para la misión provinieron de algunos de los grandes "cubos" a los que me referí anteriormente y Wind NO fue uno de los que más gastó.

Ahora pasamos a los marcos de tiempo posteriores al lanzamiento y la nave espacial necesita comunicarse con el suelo y realizar maniobras. Wind siempre ha confiado en Deep Space Network (DSN) , que tiene su propia línea de financiación. De hecho, incluso en la última revisión senior de 2020, los costos de tiempo de DSN se financiaron a través de una línea de financiamiento completamente diferente (es decir, no se consideraron parte de los costos de la misión). Para ser justos, el costo de cada misión para DSN se rastrea adecuadamente en un sistema separado llamado Space Communications and Navigation (SCaN), pero no se cuentan como parte de los costos de la misión. En cualquier caso, hasta hace muy poco tiempo, las maniobras para Windfueron planeados y calculados por el grupo de dinámica de vuelo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard. Este grupo operó bajo un modelo de financiación similar al del programa de transporte, es decir, extrajeron de unos cuantos "cubos" grandes y las personas recibieron fondos completos en cualquier proyecto dado en lugar de ser financiados parcialmente por varios proyectos. En resumen, esto condujo a costos innecesariamente grandes incluso para maniobras simples y Wind ha estado sentado en L1 desde ~ mayo de 2004 (bueno, recientemente cambió de una órbita Lissajous a una órbita halo , pero por lo demás ha estado confiando en maniobras muy simples). En resumen, diseñar, construir y operar naves espaciales es muy costoso y puede ser increíblemente complicado rastrear fondos, especialmente en misiones más antiguas.

¿De qué manera se puede argumentar (por Farquhar u otros expertos en el tema) que ISEE-3 fue "la nave espacial más rentable que jamás hayamos tenido"?

Bien, entonces la nave espacial ISEE-3 (o ICE) se lanzó en 1978. La mayor diferencia entre las primeras misiones como ISEE-3 y las misiones actuales como Parker Solar Probees que las primeras misiones no necesitaban pasar por todas las pruebas, verificaciones, seguridad y garantía de la misión, etc. Sin embargo, esas primeras misiones también financiaron por completo a muchas personas mayores durante más de una década, lo que se suma rápidamente. Como mencioné anteriormente, el seguimiento de los costos en las primeras misiones como ISEE-3 es casi imposible debido a cómo se usaron los fondos y cómo se financió a las personas. Los vehículos de lanzamiento tampoco se consideraron parte de los costos de la misión como lo son ahora. Quizás lo más importante, en esos días los científicos estaban aún menos familiarizados y menos involucrados en el presupuesto real de cada parte de la misión (por ejemplo, no sabrían si 3 o 5 ingenieros estaban totalmente financiados para operar la nave espacial). Por el contrario, debido a la supervisión reducida, muchos de los instrumentos se construyeron y probaron en los garajes de los científicos o en sus sótanos.

No conozco al Dr. Farquhar ni sé de dónde sacó una declaración tan audaz. Mi reacción instintiva es ser muy escéptico, ya que he visto cómo solían financiarse las cosas. Solo puedo hablar de mis experiencias con Wind y mis esfuerzos con el equipo para reducir costos (por ejemplo, hacer nuestra propia planificación y cálculos de maniobras, eliminar software innecesario y sin soporte pero muy costoso, etc.) y mis conversaciones con personas que han estado en NASA desde los años 60. Así que mi mejor suposición es que ISEE-3 era probablemente, como mínimo, lo que ahora llamaríamos MIDEX (su otro nombre es Explorer 59 ), pero como dije, es imposible saber cómo se traducen los costos en misiones hoy. Sé que ISEE-3 operó en L1 durante casi 4 años, luego se envió despuésCometa Giacobini-Zinner en 1982 (pasó por la cola en 1985). Hizo un sobrevuelo del cometa Halley en 1986 y se convirtió en una misión heliosférica en 1991. Finalmente terminó en 1997. Eso pone la vida útil de la misión por debajo de los 20 años en total, la mayoría de los cuales estuvo lejos de la Tierra (es decir, tasas de telemetría muy bajas, por lo tanto pocos datos científicos).

A modo de comparación, Wind tiene más de 27 años y está en pleno funcionamiento con más de 5800 publicaciones arbitradas ( https://wind.nasa.gov/bibliographies.php ). No sé cuántas publicaciones totales acumuló ISEE-3, pero sí sé que no llegó a 5000 (es decir, la comunidad de plasma espacial era mucho más pequeña y las tasas de publicación en los años 70, 80 y 90 fueron estadísticamente más bajas por investigador). El telescopio espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de 30 años y ha acumulado más de 18 000 ( https://archive.stsci.edu/hst/bibliography/pubstat.html ) [aunque el Hubble es casi un orden de magnitud más caro que el viento ].

En resumen, es increíblemente difícil verificar o refutar cualquier declaración en este sentido cuando no se conocen los costos reales. Esta declaración es lo suficientemente vaga como para permitir que el Dr. Farquhar tenga margen de maniobra para argumentar a favor de ella. Sin embargo, estoy bastante seguro de que la mayoría tendría una reacción inicial similar a la mía, a saber, dudar de su veracidad. Las misiones más antiguas pueden haber tomado menos tiempo desde el diseño hasta el lanzamiento, pero eso no siempre se tradujo en costos totales más bajos.