NASA:n pelottava tehtävälista ihmisten lähettämiseksi takaisin Kuuhun

Puoli vuosisataa sen jälkeen, kun ensimmäiset ihmiset laskeutuivat Kuuhun, NASA pyrkii palauttamaan ihmiset takaisin Kuun pinnalle, mutta tällä kertaa virastolla on vielä kunnianhimoisempi määräaika. Tavoitteena on lähettää ihmiset takaisin Kuuhun vuoteen 2024 mennessä eli vain viiden vuoden kuluttua. NASA:lla on tällä kertaa paljon enemmän laitteistoa kehitettävänä – mikä saa monet miettimään, voiko näin äärimmäisen kunnianhimoinen Kuuhun paluu onnistua.

NASA:n suunnitelma paluusta Kuuhun on nimeltään Artemis, ja Apollo-ohjelman tapaan ohjelma vaatii jättimäisen raketin sekä laskeutumisaluksia, jotka vievät ihmiset Kuun pinnalle. Ehkä suurin asia, joka erottaa Artemiksen Apollo-ohjelmasta, on se, että tällä kertaa painotetaan kestävyyttä. Sen sijaan, että NASA lähettäisi ihmisiä vain kävelemään Kuuhun muutamaksi tunniksi, se haluaa rakentaa jonkinlaisen kestävän etuvartioaseman lähelle Kuun pintaa lähitulevaisuudessa. Siksi Artemis sisältää erillisen Gateway-nimisen osan – avaruusaseman, joka on tarkoitus rakentaa Kuun kiertoradalle. Sen sijaan, että ihmiset matkustaisivat Maasta suoraan Kuun pinnalle, he matkustaisivat ensin Gatewayyn ja sen jälkeen laskeutumisaluksilla Kuuhun.

Joitakin Artemiksen tarvitsemia laitteistoja kehitetään jo pitkälle. Space Launch System -niminen massiivinen raketti ja Orion-niminen syvän avaruuden miehistökapseli ovat molemmat olleet työn alla noin vuosikymmenen ajan. Yhdessä niiden on tarkoitus lentää ensimmäisen kerran vuonna 2021. Mutta sekä Gateway että Artemiksen tarvitsemat laskeutumisalukset ovat vasta käynnistymässä.

Ei riitä, että näitä laitteita rakennetaan, vaan ne on myös testattava. Siinä on paljon tehtävää, ja hankkeen onnistuminen riippuu paljolti siitä, saako NASA sen toteuttamiseen tarvitsemansa rahat. Se, että NASA:n hallintojohtaja jatkaa henkilöstöjärjestelyjä, ei myöskään ole hyvä merkki. Kolme korkea-arvoista NASA:n virkamiestä on joko lähtenyt tai saanut uuden tehtävän viime kuukausien aikana. Uudelleensijoitukset viraston sisällä ovat yleensä merkki siitä, että NASA ei ole tyytyväinen siihen, miten asioita johdetaan, ja NASA:n hallintojohtaja Jim Bridenstine on sanonut toivovansa saavansa uusia johtajia, jotka pystyvät laatimaan parempia kustannus- ja aikatauluarvioita.

Bridenstine vakuuttaa, että Artemiksen arkkitehtuuri pysyy toistaiseksi ennallaan johtajiston vaihtumisesta huolimatta. Kaikki jyrkät muutokset vaikuttaisivat varmasti menestymismahdollisuuksiin. Mutta jopa ilman suuria muutoksia on hyvin uskomatonta, jos tämä kunnianhimoinen kuusuunnitelma saadaan ylipäätään toteutettua.

Kuljetus

Artemis rakennetaan pohjimmiltaan kuljetuslaitteiston ympärille, jota NASA on työstänyt jo yli vuosikymmenen ajan. Silloin kun George W. Bush oli presidenttinä, NASA yritti myös palata Kuuhun – Constellation-nimisellä aloitteella. Tätä ohjelmaa varten virasto kehitti Orion-nimistä syvän avaruuden miehistökapselia sekä massiivista rakettia nimeltä Ares V. Kun Constellation-ohjelma peruttiin Obaman hallinnon aikana, nämä kaksi laitteistoa jäivät henkiin, ja Ares V:stä tuli SLS. NASA on jo pitkään väittänyt, että SLS on ratkaisevan tärkeä syvän avaruuden aloitteille, sillä se on valmistuttuaan tehokkain raketti, joka pystyy nostamaan 57 000-88 000 kiloa Kuuhun.

Kumpikaan raketti ei kuitenkaan ole vielä valmis lentämään, vaikka sillä on näin suuri etumatka. SLS:n ensilennon piti tapahtua jo vuonna 2017, mutta nyt näyttää Bridenstinen mukaan siltä, että ensilento tapahtuu vuonna 2021. Molemmat ohjelmat ovat kärsineet kustannusylityksistä ja viivästyksistä, mikä on kerännyt niille runsaasti kriitikoita, jotka väittävät, että NASA:n pitäisi luottaa kaupallisiin raketteihin, jotka jo lentävät ja ovat halvempia lentää.

Ohjelmien ympärillä vallitsevasta myllerryksestä huolimatta Artemis-hankkeen tämä osa-alue on kenties pisimmällä kuin mikään muu. NASA harkitsi jopa Orionin lentämistä Kuun ympäri kaupallisilla raketeilla, kuten SpaceX:n Falcon Heavy -raketilla ja ULA:n Delta IV Heavy -raketilla, mutta virasto päätti lopulta pitäytyä SLS:ssä vedoten siihen, että vaihto olisi ollut tässä vaiheessa monimutkaisempaa. Raketin ja kapselin säilyminen on lähes taattu, koska hyvin asemoituneet lainsäätäjät haluavat, että ajoneuvojen tuotanto jatkuu heidän osavaltioissaan.

Kun SLS ja Orion lentävät ensimmäisellä yhteisellä lennollaan – Artemis 1 -nimisellä testilähetyksellä – niiden seuraava operaatio kuljettaa miehistöä toisella koelennolla Kuun ympäri, jota kutsutaan nimellä Artemis 2. Parin kolmas lento, taidokkaasti Artemis 3:ksi nimetty, vie ihmiset NASA:n suunnittelemaan Gatewayyn, reittiasemalle, jossa he vierailevat ennen laskeutumistaan Kuun pinnalle.

Etuvartioasema

Gateway on Artemis-ohjelman yksi osa-alue, jonka on tarkoitus tehdä koko hankkeesta kestävämpi kuin Apollo. Se on pohjimmiltaan pienempi versio kansainvälisestä avaruusasemasta, joka asuu Kuun kiertoradalla. Tavoitteena on, että Gateway toimii alustana, jossa astronautit voivat asua, kouluttautua ja tehdä tutkimusta lyhyitä aikoja, ennen kuin he lähtevät Kuun pinnalle tutkimaan.

NASA esitteli Gateway-konseptin ensimmäisen kerran maaliskuussa 2017, sen jälkeen kun presidentti Trump oli hiljattain valittu ja ennen kuin kampanja ihmisten paluusta Kuuhun pääsi täyteen vauhtiin. Virasto hahmotteli Gatewayn toisiinsa nivoutuvien moduulien ketjuksi, jossa elinympäristöt ovat yhteydessä laboratorioihin, kuormatiloihin ja voimalaitoksiin. Aivan kuten kansainvälinen avaruusasema koottiin ajan myötä, moduulit tulisivat useilta eri kumppaneilta – joko kaupallisilta yrityksiltä tai muilta kansainvälisiltä avaruusjärjestöiltä. Ajatuksena oli, että Gateway kasaantuisi hitaasti, ja ihmiset vierailisivat etuvartioasemalla ensin vuonna 2024 ja sitten matkustaisivat Kuuhun vuonna 2028.

Mutta Trumpin hallinto heitti tämän suunnitelman ikkunasta ulos. Valkoinen talo ei vain halunnut astronauttien vierailevan Gatewayssä ensimmäisen kerran vuonna 2024, vaan hallinto myös kertoi NASA:lle, että ihmisten pitäisi matkustaa tuolla matkalla myös Kuun pinnalle. Tämän kiihdytyksen myötä Gateway-konseptista tuli kevennetty versio. Sen sijaan, että NASA olisi luonut täysin valmiiksi suunnitellun avaruusaseman ennen Kuuhun laskeutumisen aloittamista, se keskittyy nyt saamaan mahdollisimman pienen etuvartioaseman valmiiksi vuoteen 2024 mennessä. Epävirallisesti ”laihaksi” Gatewayksi kutsuttu asema koostuisi vain kahdesta moduulista, jotka muodostaisivat paikan, johon astronautit voivat telakoitua ja siirtyä laskeutumisalukseen viipymättä liian kauan.

Gatway-konsepti on ollut melko kiistanalainen lisäys viraston kuun arkkitehtuuriin jo ennen vuoden 2024 ponnisteluja. Jotkut asiantuntijat, mukaan lukien entinen NASA:n hallintojohtaja, väittävät, että Gatewayn rakentaminen on kallis ja tarpeeton vaihe Artemis-ohjelmassa, joka lisää tehtävän monimutkaisuutta ja tekee koko ponnistuksesta vähemmän turvallisen. Sen sijaan Mars Society -järjestön Robert Zubrinin kaltaiset puolestapuhujat ovat vaatineet, että matkustettaisiin suoraan Kuun pinnalle ja lähetettäisiin kuun matkaa varten tarvittavat laitteet etukäteen. Käyttämällä Gatewaya sen sijaan NASA käyttää paljon ylimääräistä energiaa pelkästään aseman rakentamiseen ja ihmisten saamiseen sinne, Zubrin väittää.

Nasa etenee toistaiseksi Gatewayn kanssa ja on jo antanut ilmailu- ja avaruusalan yritykselle Maxarille tehtäväksi luoda aseman ensimmäinen keskeinen osa. Tämä moduuli varustetaan aurinkopaneeleilla ja työntömoottoreilla, jotka tuottavat virtaa ja liikkuvuutta koko Gatewaylle. Tämän osan on tarkoitus valmistua ja laukaista kaupallisella raketilla vuoteen 2022 mennessä. NASA:n uusi väliaikainen tutkimusmatkailupäällikkö Ken Bowersox on kuitenkin vihjannut, että muutoksia Gatewayn lopulliseen suunnitteluun saattaa olla luvassa, joten on mahdollista, että tämä Artemiksen elementti voi joutua uudistuksen kohteeksi.

Laskeutuminen

Laskeutumisluotain, joka on ratkaisevin palanen, jota tarvitaan, jotta oikeasti päästään Kuuhun, on vielä hieman kysymysmerkki NASA:lle. Virasto ei ole vielä tehnyt päätöstä siitä, mikä kaupallinen avaruusyhtiö valmistaa laitteiston. Bridenstinen mukaan NASA toivoo voivansa valita jopa kaksi laskeutumisalusta Artemikseen.

NASA on aloittanut etsintänsä, ja sille on jo esitetty kovasti laskeutumiskonsepteja. Lockheed Martin esitteli huhtikuussa ideansa kuuhun laskeutujasta, joka perustuu vahvasti Orion-miehistökapselin (jota Lockheed Martin rakentaa Nasalle) suunnitteluun. Toukokuussa Blue Origin esitteli yhtiön Blue Moon -luotainkonseptin. Yhtiö on työskennellyt Blue Moonin parissa jo kolme vuotta, ja se käynnisti laskeutujaa varten kehitetyn moottorin ensimmäisen kerran kesäkuussa.

Valitsipa NASA kenet tahansa, avaruushallinto kokeilee tässä hankkeessa hieman erilaisia asioita. Yleensä kun NASA antaa urakoitsijoille tehtäväksi suunnitella suuria laitteistoja, virastolla on paljon määräysvaltaa suunnittelussa ja se valvoo suurta osaa tuotantoprosessista. Viime aikoina NASA on kuitenkin kokeillut uutta toimintatapaa, joka antaa yrityksille enemmän valtaa siihen, mitä ne rakentavat. NASA antaa yritykselle kiinteähintaisen sopimuksen, jossa se yksinkertaisesti antaa yritykselle kiinteän summan rahaa ajoneuvon kehittämistä varten, ja yritys vastaa suunnittelusta, mutta NASA vaikuttaa siihen vähemmän. Tätä samaa mallia NASA on käyttänyt kaupallisissa miehistö- ja rahtiohjelmissaan, joissa SpaceX:n, Boeingin ja muiden kaltaiset yritykset ovat kehittäneet järjestelmiä, joiden avulla voidaan kuljettaa tarvikkeita – ja lopulta astronautteja – kansainväliselle avaruusasemalle.

Viime kädessä tavoitteena on säästää rahaa ja antaa yrityksille enemmän vapautta luoda ajoneuvoja haluamallaan tavalla. Mutta tietysti kello tikittää, ja NASAn on tehtävä päätös pian, jos virastolla on mitään toivoa päästä vuoteen 2024. Blue Origin sanoo, että sillä on etumatkaa, mikä voi auttaa. Tämän laskeutumisaluksen testaamiseen liittyy kuitenkin todennäköisesti paljon testejä, koska se on kriittinen koko tehtävän kannalta. Se, riittääkö viisi vuotta tähän kaikkeen, jää nähtäväksi.

Puvut

Astronautteja kuljettavat laitteet eivät ole ainoa asia, joka suunnitellaan uudelleen. Uusien avaruuspukujen luominen ei ehkä tunnu yhtä pelottavalta kuin uusien laskeutumisalusten ja avaruusaseman rakentaminen, mutta nämä planeettojen väliset asukokonaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä mahdollisen tulevan kuuhun laskeutumisen kannalta. Valitettavasti NASA:lla on ollut vaikeuksia kehittää seuraavan sukupolven pukuja. NASA:n tarkastusviraston (Office of the Inspector General) vuonna 2017 laatimassa raportissa todettiin, että virasto on vielä monen vuoden päässä siitä, että uudet puvut olisivat valmiita syvän avaruuden tutkimiseen.

Osa avaruuspukujen kehittämiseen liittyvästä ongelmasta on ollut epäselvyys NASA:n määränpäästä. ”Mitä tulee avaruuspukujen suunnitteluun, yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka heidän on tiedettävä, on: minne olemme menossa ja mitä tehtäviä aiomme suorittaa”, NASAn avaruuspukuja käsittelevän OIG:n raportin ohjelmapäällikkö Letisha Antone kertoo The Verge -lehdelle. Bushin Constellation-ohjelma olisi mennyt takaisin Kuuhun, Obama olisi lähettänyt NASAn astronautit joko asteroidin pinnalle, Marsiin tai – alustavasti – Kuun läheisyyteen. Jokaisessa näistä kohteista on erilaisia ympäristötekijöitä, jotka voisivat vaatia muutoksia pukuun.

Aivan kuten tulevan laskeutumisalustan kohdalla, myös pukujen parissa viraston on ryhdyttävä töihin pian, jotta se ehtii vuoden 2024 määräaikaan. Mutta vaikka Trumpin hallinnon aikana on asetettu kiinteä määränpää, on epäselvää, miten NASA aikoo edetä avaruuspukujen kanssa. Sen selvittäminen, mitä Artemis-astronautit haluavat tehdä Kuussa, on valtava suunnittelutekijä. Suunnitelmia ei ole paljastettu, mutta Bridenstine sanoo, että puvut ovat yhteensopivia useiden avaruuspaikkojen kanssa. ”Pyrimme luomaan joustavan avaruuspukuarkkitehtuurin, jota voidaan käyttää sekä matalalla Maan kiertoradalla että Kuussa”, hän todisti senaatin kauppakomitealle 17. heinäkuuta. Hän sanoi myös, että suunnitelmana on testata osia avaruuspuvuista kansainvälisellä avaruusasemalla vuoteen 2020 mennessä ja saada täysin toimivat puvut Artemis-lentoa varten vuoteen 2023 mennessä. ”Jos saisimme Artemis-ohjelmalle rahoituksen, voisimme nopeuttaa niitä, jotta aikatauluun saataisiin liikkumavaraa”, hän sanoi.

Tilanne

NASA:lla saattaa olla tekniset edellytykset tämän toteuttamiseen, mutta virasto tarvitsee lisää rahoitusta saadakseen koko Artemis-ohjelman valmiiksi näin tiukassa aikataulussa. Valkoinen talo pyysi ensi vuodelle 1,6 miljardin dollarin lisämäärärahaa NASAlle viraston tavanomaisen budjettipyynnön lisäksi, jotta Artemis-ohjelmaa voitaisiin rahoittaa. Bridenstine sanoi hiljattain, että koko Artemis-ohjelma seuraavien viiden vuoden aikana vaatii NASAn keskimääräisen vuosibudjetin lisäksi 20-30 miljardia dollaria lisää. (Tosin hän on muutamaan otteeseen sanonut, että se voi maksaa vähemmänkin, koska virasto tekee paljon yhteistyötä kaupallisen avaruusteollisuuden kanssa.)

Se on huomattava lisäys, joka on samankaltainen kuin ne lisäykset, jotka NASA sai kylmän sodan aikana Apolloa varten. Mutta tämän päivän kongressi saattaa olla haluton antamaan rahoitusta hallinnolle, joka on ollut täynnä kiistoja. Poliittisesti ei myöskään auta se, että Valkoisen talon alun perin NASA:lle pyytämä 1,6 miljardia dollaria otettiin Pell-apurahojen ylijäämästä. Pell-apurahojen avulla myönnetään apurahoja taloudellisen tuen tarpeessa oleville korkeakouluopiskelijoille.

Lisäksi on hyvin todennäköistä, että NASA:lle ei ehkä saada uutta budjettia vuoden loppuun mennessä, vaan sen sijaan sitä saatetaan rahoittaa jatkuvalla päätöslauselmalla – tilapäisellä säädöksellä, jolla virastolle annetaan rahaa siksi aikaa, jolloin päätetään koko vuoden kestävästä talousarviosta. Jatkuvien päätöslauselmien aikana NASA:n ohjelmia rahoitetaan alimmilla ehdotetuilla tasoilla, mikä voi jarruttaa kehitystä. ”Todellisuudessa emme silloin tee tarvittavia investointeja”, Bridenstine sanoi 17. heinäkuuta järjestetyssä kuulemistilaisuudessa, jossa käsiteltiin jatkuvan päätöslauselman mahdollisuutta. ”Mutta vielä pahempaa on se, että jatkamme investointeja, joita meidän ei tarvitse tehdä. Joten se on itse asiassa rahan tuhlausta, kun päädymme , ja se on yksi suurimmista huolenaiheistani.”

Toistaiseksi tämä rahoituksen epävarmuus yhdistettynä ohjelman laitteistojen – olipa kyse sitten raketista, laskeutumisalustasta, avaruusasemasta tai jopa avaruuspuvuista – veitsenterävän ohuisiin aikatauluihin saa aikaan sen, että koko Artemiksen arkkitehtuuri on tällä hetkellä hauraassa tilassa. Jos kaikki sujuu hyvin, järjestelmä saattaa toimia aikataulussa, mutta viivästyminen missä tahansa prosessin tärkeässä osassa voisi entisestään vaikeuttaa NASAn mahdollisuuksia noudattaa vuoden 2024 määräaikaa ja lykätä jälleen kerran lähtölaskentaa historiaan.