¿Por qué la NASA no replica los sistemas de lanzamiento tripulados existentes?

Desde el retiro del transbordador espacial, la NASA ha dependido de contratos con Rusia para lanzar vehículos tripulados a la Estación Espacial Internacional.

Los ingenieros de la NASA deben entender bien los detalles de otras naves espaciales tripuladas. ¿Por qué no "simplemente" construyen su propia Soyuz u otro cohete similar?

¿Se debe a algún tipo de derecho de autor sobre el oficio, eficiencia/economía de escala o facilidad de logística? ¿La NASA simplemente no tiene la investigación y la comprensión para hacer una nave similar en este momento sin una larga investigación y desarrollo?

debo aclarar; Estoy hablando de refuerzos de carga útil "media". No súper elevadores como el Saturn V/STS/SLS, sino específicamente impulsores existentes como el Soyuz-2

Costo, presupuesto restrictivo y falta de voluntad política
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Respuestas (5)

Estados Unidos optó por confiar en el sector comercial para el lanzamiento tripulado a LEO en lugar de desarrollar su propio vehículo de lanzamiento. Claro, está tomando algunos años, pero varias compañías se están acercando ahora.

Como alternativa, la NASA podría haber...

  • reinició la producción de la variante Titan utilizada para Gemini o Saturn 1B utilizada para Apollo. Ambos son diseños de 50 años que costarían mucho dinero reconstruir (ver la respuesta de 1337joe).
  • diseñó un nuevo cohete. Esto es políticamente difícil y lleva mucho tiempo. Desde la desaparición del transbordador, hemos visto 3 arquitecturas de carga pesada diferentes, una de las cuales incluía una variante liviana para el acceso de la tripulación LEO (Ares I). Su historia (Constellation, Ares, SLS) muestra las dificultades de la NASA para desarrollar cualquier cosa.
Creo que esta respuesta es la más satisfactoria de mi pregunta. ¿Podría tal vez extenderse un poco más sobre las fuerzas decisivas para que la NASA vaya al sector comercial? Cuando se tomó la decisión de respaldar a los desarrolladores comerciales, ¿qué tan avanzados estaban los jugadores clave? Y para el futuro, ¿hay acuerdos en lugares para la tripulación LEO exclusiva después de que se complete el contrato Soyuz-2?

Ni siquiera podemos reconstruir directamente un Saturn V en este punto (sin toneladas de nueva I + D) porque las herramientas y los procesos de fabricación ya no existen y hemos perdido el conocimiento institucional de las personas que lo construyeron que se han retirado desde entonces: ¿Por qué no? construir Saturno V de nuevo?

Copiar un diseño que nunca hemos construido es mucho más complejo que intentar reconstruir algo para lo que realmente tenemos todos los planes.

En cuanto a por qué no "simplemente" construimos un cohete similar, prácticamente lo hacemos ( Orion / SLS , Commercial Crew Program ), pero para construir una nave espacial tenemos que:

  • desarrollar y construir la línea de fabricación/herramientas
  • certifique todo como aprobado por el hombre porque actualmente no tenemos un sistema de lanzamiento calificado por el hombre y el vehículo será nuevo (los requisitos están aquí )
  • probar todo exhaustivamente para asegurarnos de que no matemos a ningún astronauta (porque el espacio es un lugar increíblemente hostil si algo sale mal)

Todo eso requiere mucho dinero y tiempo. Arrojar más dinero podría acelerar las cosas hasta cierto punto, pero no hay suficiente interés político para que eso suceda.

Todos los buenos puntos seguro. También diría que si reconstruyes la tecnología antigua, no desarrollas una nueva tecnología que haga mejor el trabajo. Mire las tecnologías de primera etapa reutilizables como un ejemplo.

debo aclarar; Estoy hablando de refuerzos de carga útil "media". No súper elevadores como el Saturn V/STS/SLS, sino específicamente impulsores existentes como el Soyuz-2

Delta IV, Atlas V y Falcon 9 tienen cada uno más capacidad de carga útil LEO que Soyuz-2. Calificar a cualquiera de esos lanzadores sería mucho más barato que desarrollar la capacidad de construir una copia del lanzador Soyuz.

Eso todavía nos dejaría sin una nave espacial comparable a la nave tripulada Soyuz, para encontrarnos y atracar con la ISS, por supuesto, pero volver a poner en servicio Dragon V2 es más probable que hacer copias de un diseño ruso de 50 años.

Cada vez que se produce una máquina compleja durante mucho tiempo, existe el problema de que algunas de las piezas ya no se fabrican después de un período de tiempo. Esto puede suceder por una variedad de razones y es más común con la electrónica. Por ejemplo, comprar un chasis VME hoy en día es difícil y mucho más costoso que la electrónica de computadora estándar en la actualidad. Los estándares cambian con el tiempo a otros que son mejores, más baratos, más rápidos, etc. Los productos antiguos se vuelven cada vez más difíciles de mantener.

He trabajado en la industria aeroespacial durante algún tiempo. A veces, ciertas piezas clave de repente ya no están disponibles. Hay un par de formas diferentes de abordar estos problemas, pero básicamente se reducen a algún tipo de rediseño. Los objetos que he visto se produjeron en mayor cantidad que el Saturno 5, tenían unos 15 años y algunos de ellos ya no estaban disponibles.

Reconstruir el Saturn 5 requeriría un trabajo tremendo, casi tanto como lo sería construir un nuevo cohete similar hoy. Las técnicas modernas podrían hacerlo más liviano, más fuerte, más confiable y más económico de lo que sería simplemente reconstruir el diseño existente. La nave espacial Apolo sería aún más difícil, ya que dependía en gran medida de una tecnología muy anticuada.

La conclusión es que se requiere un rediseño de la electrónica para que funcione, sería una gran mejora. Sin embargo, la física general sigue siendo la misma, por lo que hay algunos principios de los diseños existentes que aún se aplican en la actualidad. Saturno 5 conduce al transbordador espacial y conduce al SLS. Y esas tecnologías están inspirando los cohetes que tenemos hoy.

No sirve reconstruir un Saturn de la misma forma que hace décadas. Toda la electrónica requiere un nuevo desarrollo utilizando las piezas disponibles en la actualidad. Los motores de cohetes no se pueden construir de la misma manera hoy. La cámara de combustión y la tobera se construyeron soldando muchos tubos delgados. Actualmente el enfriamiento de las paredes se realiza con canales mecanizados en cobre y cerrados por deposición galvánica de níquel. El arte de soldar tubos delgados es demasiado difícil y costoso hoy en día cuando ahora tenemos un método más barato, más fácil y más confiable. Por lo tanto, es necesario un diseño completamente nuevo de motores de cohetes. El nuevo diseño requiere una nueva serie de pruebas.

No es mi voto negativo, pero no estoy seguro de que el Saturno V cuente como un "sistema de lanzamiento tripulado existente"...
Tampoco es mi voto negativo, pero la pregunta no se trataba de construir el Saturno V en absoluto (o incluso algo comparable en la carga útil a la órbita). Más bien, era por qué la NASA elige seguir el camino de subcontratar lanzamientos en lugar de intentar para crear su propio directamente--razones tales como brecha de conocimiento, economías de escala, etc.